1、第四章 生物群落與環(huán)境,授課人：孫葉根 副教授 聯(lián)系電話（0553）3835037 E-mail: 安徽師范大學國土資源與旅游學院 2010年7月20日上(四),前言,在自然界，任何一種生物都不是孤立生存的，它們總是以同種或不同種的許多個體聚集在一起，通過彼此之間及其與環(huán)境之間的相互作用而形成各種有規(guī)律的生物組合生物群落。 生物群落是生物生態(tài)地理學研究的基本單元，也是認識地球表層生物生態(tài)地理分布規(guī)律的基礎。,本章主要內(nèi)容包括： 第一節(jié) 生物群落概述 第二節(jié) 生物群落的種類組成 第三節(jié) 生物群落的結(jié)構 第四節(jié) 生物群落的生態(tài)【選學】 第五節(jié) 生物群落的動態(tài) 第六節(jié) 生物

2、群落的分類,內(nèi)容提要,第一節(jié) 生物群落概述,一、生物群落的概念 群落（community）一詞來源于植物地理學和植物生態(tài)學研究。由于不同學者研究的對象與采用的研究方法不同，導致對群落概念的認識不同【教材P53-54】。 所謂生物群落是指某一空間或地段上的各種生物通過彼此之間及其與環(huán)境之間的相互作用而形成的有規(guī)律生物組合。,二、生物群落的基本特征,生物群落具有以下基本特征： 1具有一定的群落外貌 2具有一定的種類組成 3具有一定的優(yōu)勢現(xiàn)象 4具有一定的群落結(jié)構 5具有一定的群落環(huán)境 6具有一定的動態(tài)特征 7具有一定的分布范圍,第二節(jié) 生物群落的種類組成,一、群落種類組成的概念 在理論上，群落的種

3、類組成是指群落中擁有的所有生物種類。 在實際工作中，群落的種類組成通常是指群落最小面積中所擁有的種類，而且主要指其中的高等植物、維管束植物或種子植物。,二、群落最小面積及其測定方法,1.最小面積的概念 又稱表現(xiàn)面積。它是指至少能包含群落中大多數(shù)種類，并能表現(xiàn)出群落主要特征的最小空間。 2.最小面積的測定方法 群落最小面積的測定通常采用逐步擴大樣地法， 通過繪制種類-面積曲線加以確定（圖2-1）。 3.我國主要群落的最小面積【P56】,三、種類組成的數(shù)量特征,群落中種類組成的數(shù)量特征主要有以下方面： （一）多度與密度 1.多度與密度的概念 2.多度的測定方法 （1）直接計數(shù)法 （2）目測估計法,

4、3.常見的多度等級系統(tǒng) 植物群落調(diào)查中常見的多度等級系統(tǒng)： （1）布郎-布郎喀（BraunBlanquet）的多度等級系統(tǒng) （2）胡里特（Hult）的多度等級系統(tǒng) （3）德魯捷（Drudo）的多度等級系統(tǒng) 德魯捷（Drudo）的多度等級系統(tǒng)如下：,Soc（Sociales） 地上部分郁閉，形成背景化【極多】。 Cop3（Copisal3） 很多 Cop2（Copisal2） 多 Cop1（Copisal1） 尚多 Sp（Sparsae） 不多，而散生。 Sol（Sditariae） 很少，極其稀疏。 Un（Unicum） 個別出現(xiàn)。,在動物群落中，采用個體數(shù)的密度或相對密度來表示多度。相對密度

5、表示符號： +多（個體數(shù)占總個體數(shù)的10以上） +中（個體數(shù)占總個體數(shù)的110） 少（個體數(shù)占總個體數(shù)的0.90.l） 極少（個體數(shù)占總個體數(shù)的0.1以下）,（二）蓋度與顯著度 1.蓋度的概念 蓋度是指群落中的植物對地表的覆蓋程度。 蓋度的大小不決定于群落中植株的數(shù)目，而是決定于植株的生物學特性，如體形、葉面積等。,2.蓋度的類型及其表示方法 蓋度可分為投影蓋度和基蓋度。其中： 投影蓋度是植物地上器官（枝葉）的垂直投影對地表的覆蓋程度。 基蓋度是指植物基部對地表的覆蓋程度。 投影蓋度和基蓋度通常用百分數(shù)來表示。 在植物群落調(diào)查中，可以測定某一種植物的蓋度，也可以分層測定群落的總蓋度。,3.顯著

6、度及其表示方法 顯著度是指森林群落中各種立木所有個體的距離地面1.3m處的胸高斷面積之和。 某一植物種的顯著度是指群落中該種植物所有個體的胸高斷面積之和。 某一植物種的相對顯著度是指群落中該種植物所有個體的胸高斷面積之和占該群落中所有個體胸高斷面積之和的比值，通常用百分數(shù)來表示。,（三）頻度 1.頻度的概念 頻度是指在群落調(diào)查范圍內(nèi)也即在所取的小樣地內(nèi)某物種出現(xiàn)的頻率。它反映的是某一物種的種群在群落一定地段上出現(xiàn)的均勻度。 某物種在群落內(nèi)的頻度指數(shù)高，表示它在群落中分布越均勻，在群落中所起的作用也越大。,2.頻度的表示方法 3.瑙基耶爾（Raunkiaer ）的頻度定律 瑙基耶爾根據(jù)8000多

7、種植物的頻度統(tǒng)計，把頻度分為五個級別，即頻度1-20-A級；21-40-B級；41-60-C級；61-80-D級；81-100-E級，編制了一個標準頻度圖解（圖2-3）。,從圖2-3可看出，在調(diào)查的8000種植物中，按各頻度級中植物所占比例的大小，五個頻度級的關系是：ABCDE。此即所謂的Raunkiaer 頻度定律。,事實證明，Raunkiaer的頻度定律基本適合于任何穩(wěn)定性較高且種類分布比較均勻的群落。群落的均勻性與A級和E級的大小比例成正比。E級愈高，群落的均勻性愈大。,（四）重要值（IV） 1.重要值的概念 重要值是用來表示不同植物種在群落中相對重要性的一個綜合性數(shù)值。它是美國威斯康星

8、地植物學（植物群落學）學派在研究森林群落時首先提出的。,2.重要值的計算方法 在植物群落中，某一植物種的重要值由相對密度（ RD ）、相對頻度（ RF ）和相對顯著度（ RP ）三項指標構成，這個三項指標之和等于一個常數(shù)（RD+RF+RP300）。即： 重要值（相對密度+相對頻度+相對顯著度）/300 其中：,相對密度（）（某種的密度所有種的密度之和）100 相對頻度（）（某種的頻度所有種的頻度之和）100 相對顯著度（）（某種的顯著度所有種的顯著度之和）100,四、種類組成的群落成員型,群落成員型是根據(jù)種群在群落中的作用與地位大小而劃分的生物種的類型。 （一）植物群落成員型 目前，我國學者根

9、據(jù)植物種在群落中的作用與地位將植物群落成員型分為優(yōu)勢種、建群種和伴生種。,1.優(yōu)勢種 是指群落各層中占優(yōu)勢的種類。一般來說，優(yōu)勢種的個體數(shù)量最多，并且有最大的蓋度。若群落某一層中的優(yōu)勢種不是惟一的，則稱共優(yōu)種。 2.建群種 是指群落主要層中的優(yōu)勢種類。建群種在個體數(shù)量上不一定最多，但有最大的蓋度和最大的生物量，而且在群落環(huán)境形成中起著最主要的作用。若群落建群種不是惟一的，則稱共建種。,3.伴生種 是指群落任何層次中處于次要地位的種類。它的個體數(shù)和蓋度都較小，在群落環(huán)境形成的作用也不大，但有的則是群落中的常見種。,（二）動物群落成員型 在動物地理學的研究中，庫加金（1959）根據(jù)動物種在群落中的

10、地位與作用，劃分出三類群落成員型：優(yōu)勢種、普通種和稀有種。,1.優(yōu)勢種（個體數(shù)占總個體數(shù)的10以上）：在群落中種類少，每個種的個體數(shù)量多，可代表群落特征。 2.普通種（個體數(shù)占總個體數(shù)的1-10）：有人改稱常見種（陳鵬，1963）。在群落中占有一般的地位，是群落中的常見種類。 3.稀有種（個體數(shù)占總個體數(shù)的1以下）：在群落中種類多，但每個種的個體數(shù)少。,五、群落的物種多樣性及其測定,（一）物種多樣性的概念 群落的物種多樣性（species diversity）包含兩方面的含義：一是表明群落所含物種數(shù)的多寡或物種豐富度（species richness）；另一方面表明群落中各個物種的相對密度，也

11、稱群落的異質(zhì)性（heterogeneity）大小。群落的異質(zhì)性通常與群落的均勻性成正比。,（二）物種多樣性的測算方法 群落多樣性的具體計算方法很多，各有優(yōu)缺點。常見有以下幾種： 1.ShannonWeiner多樣性指數(shù),2. DIC多樣性指數(shù) 【略】 3.Simpson多樣性指數(shù),六、群落的種間關聯(lián)及其測定,（一）種間關聯(lián)的概念 種間關聯(lián)是指群落中物種與物種之間的聯(lián)接性。 （二）種間關聯(lián)的類型 在一個特定的群落中，有些物種經(jīng)常生長在一起，如寄生生物和宿主；有些物種則相互排斥，而趨向分隔現(xiàn)象。據(jù)此可群落中的種間關聯(lián)分為以下三類：,1.正關聯(lián) 如果兩個物種一起出現(xiàn)的次數(shù)高于期望值，它們就是正關聯(lián)。

12、 正關聯(lián)可能是因一個物種依賴于另一物種而存在，或兩者受生物和非生物環(huán)境因于影響而生長在一起。 2.負關聯(lián) 如果兩個物種共同出現(xiàn)的次數(shù)低于期望值，則它們是負關聯(lián)。 負關聯(lián)是由于空間排擠、競爭、他感作用或不同的環(huán)境要求所引起的。 3.不關聯(lián) 如果兩個物種共同出現(xiàn)的次數(shù)是隨機的，則它們是不關聯(lián)。,（三）種間關聯(lián)的測定 1.根據(jù)調(diào)查，列出22列聯(lián)表。它的一般形式見表2-2。 表中,a是兩個物種都出現(xiàn)的樣方數(shù)；b和c是僅出現(xiàn)一個物種的樣方數(shù)；d是兩個物種都不出現(xiàn)的樣方數(shù)。 如果兩個物種是正關聯(lián)的，絕大多數(shù)樣方為a和d類型；如果為負關聯(lián)，則為b和c類型；如果沒有關聯(lián)，則a、b、c、d各類型出現(xiàn)幾率相等，即

13、完全是隨機的。,2.計算關聯(lián)系數(shù) 公式如下： V的數(shù)值變化范圍從-1到+l。 3.按統(tǒng)計學的2檢驗法檢驗所計算的關聯(lián)系數(shù)的顯著性。,第三節(jié) 生物群落的結(jié)構,一、群落結(jié)構的概念 二、群落結(jié)構的類型 （一）垂直結(jié)構 垂直結(jié)構是指群落中的物種在空間上垂直分化或成層現(xiàn)象。 群落在成層現(xiàn)象在森林群落中表現(xiàn)的最清楚，尤其是在溫帶森林中。,森林群落的垂直結(jié)構通?？煞譃樗膫€基本層次，即：喬木層、灌木層、草本層和地被層。前三個基本層次還可以分出不同的亞層。 除上述基本層外，群落中還有藤本植物、附生植物、寄生植物等，它們依附于各種植物上，本身不能構成一個層次，因此，將這些植物統(tǒng)稱為層間植物或?qū)油庵参铩?（二）水平結(jié)構 群落的水平結(jié)構是指群落中的物種在水平空間上的分化或鑲嵌現(xiàn)象。 （三）層片結(jié)構,第四節(jié) 生物群落的生態(tài)（選學）,一、群落內(nèi)的光照 二、群落內(nèi)的溫