第10章:群落的物種主要內(nèi)物種多樣性概念和指物種多樣性變化影響群落物種多樣性的生物因生境異質(zhì)性與物種多樣干擾與物種多樣生物多樣性保護(hù)的理論基 物種多樣性——概念和指生物多樣性的概Biodiversity≠SpeciesChina:8thMegadiversitycountryinthe物種水平：物種多樣低于物種水平：遺傳多樣高于物種水平：群落多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多生物多樣性概生態(tài)多樣 物種多樣(Ecological (Organismal(Genetic(Cultural生物多樣性概 (Ecological (Organismal生物群區(qū) 界生物區(qū) 門景觀 科生境種生態(tài)生境種生態(tài)(Genetic亞種種群群體居群核苷酸文化多樣性(Cultural人類與生物多樣性各個(gè)層次的相互作vertibratevertiberatevertibratevertiberateextinctioncausedbybioligicalNumberofext.Biodiversityextinction redbooklist:thereare15,589in12ofbirds（鳥類23ofmammals（獸類32ofamphibians（兩棲類 25ofconifers（子植物52ofcycads（蘇鐵類42ofturtles（龜鱉類18ofsharksandrays（鯊魚和鰩魚類27ofFWfishinEAfrica（東非的淡水魚類Biodiversityextinction75%crop'sgeniticdiversitylosedinlast50%wetland33%coralreefdamagedordeclined17millonhatropicalforestscutevery5-10%forestspecieswillextinctedin30FactortocausetheHabitatdestruction（生境喪失或破碎化Invasivealienspecies（外來種Pollution（環(huán)境污染Population（人炸Overexploitation（過度利用物種多樣性(species兩方面含義物種豐富度Species群落中物種的數(shù)物種均勻度（Species各物種的相對多哪個(gè)群落物種多樣性高群落1 群落群落2物種多樣性>群落群落α多樣性的幾個(gè)簡單模(Pi)對各物種的豐富度排序位次(從大到小)群落的均勻度越高，曲線的斜率越E為均勻度指斷棍模對數(shù)正態(tài)分幾何級數(shù)分物種豐富度指Gleason指

A：面S：物種總DSDSD

S1

N：所 數(shù)S：物種總 iS2Si2（Simpson）指數(shù)——概率度香農(nóng)－威納（Shannon-Weiner）指數(shù)——信息度Pi：第i個(gè)物種數(shù)量占群落 數(shù)量的比S：物種總Pielou均勻度指EEHHHH'為香農(nóng)－威納(Shannon-Weiner)指Si2練習(xí)題 群落群落群落群落群落物種物種01β多樣性群落系CCCC2SabSab：a群落和bSa：aSb：bγ多樣性α多樣性，指某個(gè)群落或生 的種的多樣β發(fā)生的種的多樣性變化的速率和范圍，它研究群落之間的種多度關(guān)系。γ多樣性，在一個(gè)地理區(qū)域內(nèi)如一個(gè)島嶼，一系列生境中種的多樣性，它就是用這些生境的之間的β多樣性的研究范圍結(jié)合起來表示?！?.物種多樣性變化有規(guī)律嗎——大尺度上的規(guī)律和假TheBiodiversityHotspots物種多樣性的空間上的變化規(guī)多樣性隨緯度的–從北極到熱帶，物種多樣性增經(jīng)度(a)哺乳動(dòng)(b)鳥很多物物種多樣性的空間上的變化規(guī)陸地環(huán)海拔增高，物種水生環(huán)深度增大，物種海拔vs.物種數(shù)（喜馬拉雅a.鳥類、b.哺乳動(dòng)物、c.深度vs.物種數(shù)（深海原因很復(fù)雜1.進(jìn)化時(shí)間學(xué)熱帶群落比較古老，進(jìn)化時(shí)間較長，并且在地質(zhì)年代境條件穩(wěn)定，很少以群落的多樣性較高。而溫帶和極地群落從地質(zhì)年代比較年輕，2.生態(tài)時(shí)間學(xué)考慮時(shí)間尺度更短，認(rèn)為物種的分布區(qū)的擴(kuò)大也需要一定時(shí)間。3.空間異質(zhì)性物理環(huán)境越復(fù)雜，或空間異質(zhì)性越高，動(dòng)植物群落的復(fù)雜性也越高，物種多樣性也越大。如山區(qū)物種多樣性明4.氣候穩(wěn)定學(xué)氣候越穩(wěn)定，變化越小，動(dòng)植物的種類越豐富，在生物的。5.競爭學(xué)在環(huán)境嚴(yán)酷的地區(qū)，如極地和溫帶，自然選擇主要受物生物之間的競爭則成為進(jìn)化和生態(tài)位分化的主要?jiǎng)恿Α?.捕食學(xué) 7.生產(chǎn)力學(xué)§3.為什么不同群落——生物因素對群落組成的影Q：影響兩物種種群共存的因素種間關(guān)系——生物庇護(hù)所——非生物解釋——生態(tài)回顧：物種共存與生態(tài)位(niche)理生態(tài)位：物種在群落和生態(tài)系統(tǒng)中的地位和角生態(tài)位的維溫 溫 捕食高 捕食高 捕食高基礎(chǔ)生態(tài)位與實(shí)際生態(tài)生態(tài)位生態(tài)位的分化——種內(nèi)競爭和種間競和分離情況，探討競爭與進(jìn)化的關(guān)系。一種情況：競溫溫水競 ：缺乏競爭者時(shí)，物種會(huì)擴(kuò)張其實(shí)際生態(tài)另一種情況：性狀替性狀替換：競爭激烈時(shí)，物種的實(shí)際生態(tài)位收縮，現(xiàn)在物種的某些性狀發(fā)競爭的作種間競爭促進(jìn)群落資源的充分利用夏威夷群島的蜂鳥(honeycreeper)的多樣競爭對群落物種組成結(jié)構(gòu)的影生態(tài) 增捕食對群落物種組成結(jié)構(gòu)的影圍墻的左邊是 rats移走的地區(qū)，物種數(shù)明顯較多捕食對群落物種組成結(jié)構(gòu)的影如果具選擇性的捕食者喜食的是群落中的優(yōu)勢種，則捕食可以提高多樣性；如捕食者喜食的是競爭上占劣勢的種類，則捕食會(huì)降低多樣性。泛化捕食者的捕食強(qiáng)度與植物多樣性的關(guān)系是呈單峰但捕食者過多，會(huì)導(dǎo)致物種數(shù)量下降。特化捕食一個(gè)解釋群落物種多樣性多少的簡單?！鷳B(tài)位vs.物種R——資源連續(xù)n——某物種的生態(tài)位寬δ——生態(tài)Q：競爭和捕食如何影響群落的物種多樣性？競？競捕§4為什么一個(gè)群落內(nèi)不同地點(diǎn)的物——生境異質(zhì)性的作群落的空間異質(zhì)無機(jī)環(huán)境的空間異質(zhì)一塊棄耕地的空間異質(zhì)性可以達(dá)到10熱帶雨林的空間異質(zhì)性和植物空間異質(zhì)性vs.物種多樣簡單的物種豐富度模型，a情植物非生物環(huán)境(基質(zhì)，地形，土壤動(dòng)物植被的空間異質(zhì)性(群落的結(jié)構(gòu)多樣300m2的樣地中植物種數(shù)與環(huán)境異質(zhì)性關(guān)鳥類多樣性 高度多樣如何表示群落異質(zhì)性一個(gè)群 結(jié)構(gòu)異質(zhì)性的測兩個(gè)樣地小樣方分層蓋度估群落的垂直結(jié)構(gòu)指標(biāo)0 0 小樣–高臺(tái)溝VSI為78.7；火牙溝VSI為87.4群落的水平結(jié)構(gòu)異質(zhì)β多樣性指數(shù)PD=0.5*∑|a-一個(gè)樣地的8個(gè)小樣方之間的水平結(jié)構(gòu)差異水平結(jié)構(gòu)異質(zhì)性的指標(biāo)群落 –高臺(tái)溝群落結(jié)構(gòu)的水平異質(zhì)性指數(shù)為17.8群落結(jié)構(gòu)的水平異質(zhì)性指數(shù)為13.6應(yīng)不同采伐（干擾）方式對林分結(jié)構(gòu)的影§5.群落在不同階——干擾對群落結(jié)構(gòu)的影干擾與多樣干擾的定義(Whiteand干擾的種自然干人類干干擾對群落中不層片中度干擾假(J.Connell,1975,中等水平的干擾使群落具有較高的多樣干擾是影響群落物種多樣性的主要 IntermediateDisturbance干擾與群落的斷干擾導(dǎo)致斷層抽彩式競爭(competivelottery)提高群落多樣性群落中具有許 缺口和耐受缺口中物理環(huán)境能力相等物這些物種中任何一種在其生活史過程中 侵的其物種再侵入斷層和小演有些的物種更替有規(guī)律性，在不同時(shí)期群落的多樣性是不同的。物種豐富度干擾干擾開干擾后很斷層中的小演替與群落的物種多樣中度干擾假說的解①在一次干擾后少數(shù)先鋒 斷層，如果干擾頻繁，先鋒種不能發(fā)展到演替中期，使多樣性較低②如果干擾間隔時(shí)間長，使演替能夠發(fā)展到頂極期，則樣性也不很高③只有在中等程度的干擾，才能使群落多樣性維持最高水平，它允許 物種 和 。度度富豐種物頻繁干頻繁干中度干很少干一 的例子WindCaveNationalParariedog群落內(nèi)的種間關(guān)生物的和非生物的環(huán)境因子影響而生長在一起。負(fù)關(guān)聯(lián)則是由于空間排擠、競爭、他感作用以及不同的環(huán)境要求。種對間的關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算(abcd為樣方數(shù)種間關(guān)系星系圖(鄂爾多斯高原各群落中種的關(guān)聯(lián)另一種是一物種的分布被另一物科的競爭種間關(guān)聯(lián)的理論模型——正態(tài)群落的性質(zhì)

有機(jī)論 論群落中物種的集合過程及可能的影響因物庫物庫種群大

種組成種組成群局域面積物種組機(jī)

生境變局域絕局域絕in Dominance§6.生物多樣性保護(hù)的理論基——島嶼生物學(xué)、集合種群、最小生存Landscape-BroaderScaleLargergeographicArealisticheterogeneityofhabitats(amosaic-likepatterns)Structure,process,andNaturalandhumanMosaicscanbefiedusingremoteLandscape-AnEcological(size,shape,composition,(energyflow,materials,speciesPatchconnectivity LandscapeThedesignofoutdoors(social,ecological,geologicaletc.)Withhard(built)andsoft(planted)Amulti-disciplinaryfield:botany,horticulture,thefineart,architecture,industrialdesign,environmentalpsychology,geography,ecologyLandscape-AnManagementEcological林：「氣行也，因地之勢，其聚也，因勢之止。古人聚之使不散，行之使有止，故謂水?！箷x郭古代方士的術(shù)數(shù)分為六種，術(shù)和“”，的基本思想是：傍水和種植林木，稱為林。

森林生態(tài) 壓ceRegime)

組成功能

1985~AToolforBiodiversityConservationandEcosystemServices 傳統(tǒng)自然保護(hù)區(qū)理IslandBiogeographyIslandBiogeography生物多樣性保物 的速率是自 的1000倍。原因–1–2–3–4 物 的過程和形 ？生物多樣性保護(hù)的理論基島嶼生物學(xué)理集合種群理最小生存種群理島嶼生物學(xué)理真正的島生境島–程度不同的島嶼。––由于人類活動(dòng)的影響，自然景觀的片段化，也是產(chǎn)島嶼的面積效應(yīng)——物種－面積關(guān)LogS=logC–S為物種–A為面–C為常–Z為常植物,巴哈馬群 鳥類,淡水湖泊生蝙蝠,巖洞生 魚類,沙漠泉水生島嶼生物地理的平衡理MacArthurandWilson島嶼的物種數(shù)量S取決于遷入 的平這種平衡是一種動(dòng)態(tài)的平小遠(yuǎn)近大SNPP小遠(yuǎn)近大SNPP島嶼面積大、 島嶼距離大陸遠(yuǎn)島嶼生物地理平衡理論島嶼上的物種數(shù)S最后為定物種不斷地遷入 ，表現(xiàn)為動(dòng)態(tài)平島嶼越大，物種數(shù)量越多(面積效應(yīng)島嶼距大陸越遠(yuǎn)，物種數(shù)量越少(距離效應(yīng)距離效島嶼距離vs.鳥類種數(shù)(巴布亞新幾內(nèi)亞)（面積換算保護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)原Diamond等(1976)根據(jù)平衡假 幾個(gè)原則保護(hù)區(qū)面積越大越單個(gè)保護(hù)區(qū)要比面積相同，但分隔成若干小保護(hù)區(qū)若干個(gè)分隔的小若干個(gè)分隔的小保護(hù)區(qū)排列越緊湊越好，線性排有廊道連接的若干個(gè)小保護(hù)區(qū)比無廊道連接的圓形的保護(hù)區(qū)比條形的保護(hù)區(qū)回顧：集合種群動(dòng)態(tài)簡集合種群＝種群中的種為什么研究集合種群動(dòng)種群的擴(kuò)散和遷移長期被忽視，但對于 現(xiàn)食物和棲地很自然界的生境斑塊很常見，稀有物種如何存在種群也能表現(xiàn)為一種斑生境破碎化也很嚴(yán)重，如何保護(hù)破碎生境中的集合種群定集合種群：許多亞種群的集合體，每一個(gè)亞種隨 ，通過所有亞種群的隨 狀態(tài)的平衡，復(fù)合種群保持時(shí)刻 時(shí)刻N(yùn)t1Nt1Nt (bd)(innitjj 案例：Silver-studdedbluebutterflyNorth保護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)原異質(zhì)性原則從較大的地理尺度上選擇多個(gè)小型保護(hù)區(qū)，因?yàn)槲锶舾尚”Ｗo(hù)區(qū)比一個(gè)大保護(hù)區(qū)抵御環(huán) ，滅頂之現(xiàn)實(shí)情況下很難建立大的保護(hù)有利 多樣性形強(qiáng)調(diào)廊道連接棲息地