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群落生态学思维导图
普通生态学第二版第四章，群落生态学思维导图。
编辑于2020-08-25 18:13:20
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群落生态学
群落的含义和性质
群落的概念
群落（生物群落）：指一定时间内居住在一定空间范围内的生物种群的集合
它包括植物、动物和微生物等各个物种的种群，共同组成生态系统中有生命的部分
生物群落=植物群落+动物群落+微生物群落
群落的基本特征
1、 具有一定的种类的组成
2、 具有一定的结构
3、 具有一定的动态特征
4、 不同物种之间存在相互影响
5、 具有一定的分布范围
6、 形成一定的群落环境
7、 具有特定的群落边界特征
群落的性质
机体论学派
代表人物：美国生态学家 Clements
他把植物群落比拟为一个有机体，看成一个自然单位
他认为：任何一个植物群落都要经历一个从先锋阶段到相对稳定的顶级阶段的演替过程
个体论学派
代表人物之一： H.A.Gleason
他在1926年发表了《植物群丛的个体论概念》认为将群落与有机体相比拟是欠妥的
因为群落的存在依赖于特定的生境与不同物种的结合，但环境条件在空间与时间上都是不断变化的，因为群落之间不具有明显的边界，而且在自然界没有任何两个群落是相同或相互密切关联的
群落的分类与命名
群落的分类
我国的植被分类：采用了群落生态原则，即以群落本身的综合特征作为分类依据
植被型组
植被型
红树林
植被亚型
群系组
群系
亚群系
群丛型
群丛
亚群丛
群落的组成
群落的构成
优势种
对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物成为优势种
建群种
优势层中的优势种成为建群种
在森林群落中，乔木层中的优势种既是优势种，又是建群种； 而灌木层中优势种就不是建群种，原因是灌木层在森林群落中不是优势层
亚优势种
个体数量与作用都次于优势种，但决定群落环境方面仍起着一定作用的种类
伴生种
群落常见种类，它与优势种相伴存在，但不起主要作用
偶见种
那些在群落中出现频繁很低的种类，多半是群落本身稀少的缘故
群落中植物的生活型
生活型：
与一定生境相联系，主要依外貌特征区分的生物类型，常用于描述成熟的高等植物
按休眠芽与复苏芽所处的位置高低和保护方式，把高等植物划分为5个生活型
（一）高位芽植物
位于距地面25cm以上
大高位芽植物 （＞30m）
中高位芽植物 (8~30m)
小高位芽植物 （2~8m）
矮高位芽植物 （0.25~2m）
乔木、小乔木
反映了该地区
是温暖、潮湿气候地区群落的特征
（二）地上芽植物
位于土壤表面之上，25cm以下
多为半灌木或草本植物
反映了该地区
环境比较湿冷
（三）地面芽植物
更新芽位于近地面土层内
冬季地上部分全部枯死，地下部分仍存活，多为多年生草本植物
反映了该地区
具有较长的严寒季节
（四）隐芽植物
更新芽位于较深土层中或水中
多为鳞茎类、块茎类和根茎类多年生草本植物或水生植物
（五）一年生植物
以种子越冬
反映了改地区是
干旱气候的荒漠和草原地区群落的特征
群落的结构
群落的外貌
指生物群落的外部形态或表相
群落的水平结构
各物种形成相当高密度集团的斑块状镶嵌
主要原因有：植被、动物、气候和土壤等几个方面
群落的垂直结构
森林群落从上往下，依次可划分为
乔木层
灌木层
草本层
地被层
层间植物：群落中，有一些植物（如 藤本植物、附生植物、寄生植物），他们并不形成独立的层次，而是分别依附于个层次直立的植物体上
水热条件越优越，群落的垂直结构越复杂，动物的种类也就越多
群落的时间结构
影响群落结构的因素
（一）生物因素
1、竞争对群落结构的影响
竞争在生物群落结构的形成中起重要作用，导致生态位分化
同资源种团： 群落中的中间竞争出现在生态位比较接近的种类之间，通常将群落中以同一方式利用共同资源的物种集团
等价种： 同资源种团内的种间竞争十分激烈，它们占有同一功能地位
关键种： 对群落具有重要的和不相称的影响
关键种被移除时，会引起其他物种的灭绝和多度的大变化
关键种不一定是食物链最顶端的物种
2、 捕食对群落结构的影响
捕食对形成群落结构的作用，视捕食者是泛化种还是特化种而异
泛化种：食性和栖息地广泛的物种
特化种：食性和栖息地狭窄的物种 分化的最终结果之一
具选择性的捕食者对群落结构的影响与泛化捕食者不同
（二）干扰
干扰：
自然界的普遍现象，指平静的中断，正常过程的打扰或妨碍
是一种有意义的生态现象，它引起群落的非平衡特性，强调了干扰在形成群落结构和动态中的作用
1、 干扰与群落的断层
2、 断层的抽彩式竞争
3、 断层与小演替
4、 断层形成的频率
5、干扰理论与生态管理
（三）空间异质性
空间异质性的程度越高，意味着有更加多样的小生境，所以能允许更多的物种共存
1、 非生物环境的空间异质性
2、 植物空间异质性
在草地和灌丛群落中，垂直结构对鸟类多样性就不如森林群落重要， 而水平结构，即镶嵌性或斑块性就可能起决定作用
群落演替
群落演替及其动力
生物群落演替： 指某一地段上一种生物群落被另一种生物群落所取代的过程。
它是群落动态的一个最重要的特征
演替最终的成熟群落（顶级群落）
由当地气候决定
概念
彼此间在发展起来的环境中，很好地互相配合，它们能够在群落内繁殖、更新，而且排斥新的种类，特别是可能成为优势的种类在群落中定居
顶级群落无论是在区系和结构上，还是它们相互之间的关系和与环境相互的关系，都趋于稳定，演替顶级意味着一个自然群落中的一种稳定情况
顶级群落的种类称为顶级种
在真实的生物群落中，演替顶级是不确定的，各地均有所不同，从而形成大规模土壤变化所引起的镶嵌更新状态或镶嵌演替
生物群落演替的原因
是种群内部的关系（包括种内和种间关系），与外界环境中各种生态因子综合作用的结果
（一）群落的形成
1、 开敞或先锋群落阶段
为以后相继侵入定居的同种或异种个体起极其重要的奠基作用
2、 郁闭未稳定的阶段
适者生存
3、 郁闭稳定的阶段
（二）群落演替的动力
生物群落的演替： 群落内部关系（包括种内关系和种间关系）与外界环境中各种生态因子综合作用的结果
1、 植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性
植物繁殖体的迁移和散布是群落演替的先决条件
2、 群落内部环境的变化
这种变化是由群落本身的生命活动造成的，与外界环境条件的改变没有直接的关系
3、 种内和种间关系的改变
组成一个群落的物种在其内部以及物种之间都存在特定的相互关系
这种关系随着外部环境条件和群落内环境的改变而不断地进行着调整
4、 外界环境条件的变化
虽然决定群落演替的根本原因存在于群落内部，但群落之外的环境条件 如气候、地貌、土壤和火等常可称为引起演替的重要条件
5、 人类的活动
起相互作用
消极性
放火烧山、砍伐森林、开垦土地，等都可使生物群落改变面貌
积极性
经营、抚育森林，管理草原，治理沙漠，使群落演替按照不同于自然发展的道路进行
群落演替特征
（一）演替的方向性
演替的趋向一般是从低等生物逐渐发展到高等生物，从小型生物发展到大型生物，生活史从短到长，群落层次从少到多，营养阶层从低到高、由简单到复杂，竞争从无到有再发展到很激烈，最后趋向于动态中求稳定
群落结构从简单到复杂，物种从少到多，种间关系从不平衡到平衡、从不稳定趋向于稳定
（二）演替的速度
（三）演替效应
群落中的物种在自身的发展过程中，经常对生境产生一些不利于自己生存而有利于其他物种生存的因素
从而在演替中创造物种替代的环境条件，这在原生旱生演替的过程中表现得十分明显
群落演替系列
（一）原生演替系列
原生演替：
开始于原生裸地或原生芜原（完全没有植被并且也没有任何植物繁殖体存在的裸露地段）上的群落演替
原生演替系列包括 从岩石开始的旱生演替和从湖底开始的水生演替
1、 旱生演替系列
（1）地衣植物阶段
（2）苔藓植物阶段
（3）草本植物阶段
（4）灌木植物阶段
（5）乔木植物阶段
2、 水生演替系列
（1）自由漂浮植物阶段
（2）沉水植物阶段
（3）浮叶根生植物阶段
（4）挺水植物阶段
（5）湿生草本植物阶段
（6）乔木植物阶段
（二）次生演替系列
次生演替
指开始于次生裸地或次生芜原（不存在植被，但在土壤或基质中保留有植物繁殖体的裸地）上的群落演替
1、 亚热带东部常绿阔叶林的次生演替
2、 草原的放牧演替
群落多样性
群落多样性及其影响因子
一、物种多样性定义
物种多样性： 群落生物组成结构的重要指标，它不仅可以反映群落组织化水平，而且可以通过结构与功能的关系间接反映群落功能的特征
二、群落物种多样性的梯度变化及影响因素
1、 群落物种多样性的梯度变化
① 纬度梯度
随着纬度的增加，植物群落依次出现为热带雨林、亚热带雨林、温带落叶阔叶林、寒温带针叶林、寒带苔原
② 海拔梯度
生物群落表现出明显的垂直地带性分布规律
物种多样性与海拔高度呈负相关
③ 环境梯度
④ 时间梯度
在群落演替的早期，随着演替的进展，物种多样性增加 在群落演替的后期，当群落中出现非常强的优势种时，多样性会降低
2、 群落物种多样性的影响因子
竞争
捕食
空间的异质性
气候因子
时间因子
群落物种多样性与群落稳定性
群落物种多样性与群落功能
一、有关物种在生物群落中作用的假说
1、冗余种假说
生物群落保证正常功能需要有一个物种多样性的域值，低于这个域值群落的功能会受到影响，高于这个域值则会有相当一部分物种的作用是冗余的
2、 铆钉假说
铆钉假说的观点与冗余假说相反
认为生物群落中所有的物种对其功能的正常发挥都有贡献而且是不能互相替代的，正像由铆钉固定的复杂机器一样，任何一个铆钉的丢失都会使该机器的作用受到影响
3、 特异反应假说
认为生物群落的功能随着物种多样性的变化而变化，但变化的强度和方向是不可预测的，因为这些物种的作用是复杂而多变的
4、 零假说
认为生物群落功能与物种多样性无关，即物种的增减不影响生物群落功能的正常发挥
二、 功能群的划分及其意义
将生物群落中的物种分成不同的功能群的意义表现在：
① 使复杂的生物群落简化，有利于认识系统的结构和功能
② 弱化物种的个别作用，从而强调物种的集体作用
植物功能群的划分可依据：生活型、形态结构、生理特点、外貌特点、叶片和根系等水平和垂直分布格局及物候学特征等
世界主要生物群落类型及分布规律
世界主要生物群落类型
陆地生物群落
1、 热带雨林
分布：赤道附近，低海拔高温多湿地区
植被特征：
① 种类组成特别丰富
② 群落结构复杂
③ 乔木树种构造特殊，多具板状根系、气生根、老茎生花等现象
④ 林冠高低错落
2、 红树林
分布：热带滨海地区受周期性海水侵淹的淤泥海滩上
植被特征：
① 主要由红树科的常绿种类组成
② 外貌终年常绿
③ 具特殊的胎生现象
3、热带季雨林
分布：热带有周期性干湿交替地区
4、 热带旱生林
分布： 热带干燥或半干燥的低海拔地区
5、 热带稀树草原
6、 荒漠和半荒漠
分布： 亚热带和温带（纬度为30~40°）的副热带无风地区
植物；是一些特别耐旱的超旱生植物
动物：多数有冬季和夏季休眠以及储存大量食物以备越冬的习性。夜出性的种类所占比例较高
7、 亚热带常绿阔叶林
分布： 亚热带大陆东岸湿润地区
植被特征：
① 主要由壳斗科，樟科，山茶科，木兰科和金缕海科等常绿树种组成
② 外貌终年常绿
③ 群落结构较为复杂
④ 藤本植物较为丰富
主要分布地区
东亚的中国、日本、朝鲜半岛
我国是常绿阔叶林的集中分布区，面积最大，类型最多
南自南岭，北抵秦岭，西至青藏高原东缘，东至东南沿海岛屿
分为
亚热带常绿落叶阔叶混交林
中亚热带典型常绿阔叶林
南亚热带季风常绿阔叶林
动物及其生态
动物种类较为丰富，主要的哺乳动物是猴类和鹿类
8、 硬叶常绿阔叶林
分布： 亚热带大陆西岸地中海式气候地区
植被特征：
① 主要由硬叶常绿阔叶林树种所构成
② 森林群落上层稀疏
③ 无附生植物，藤本植物很少
④ 多年生草本植物中具有磷、球、根茎的地下芽植物特别丰富
9、 温带落叶阔叶林
分布： 温带湿润海洋地区
植被特征：
① 季相更替十分明显
② 中生性植物特别丰富
③ 结构简单，分层清楚
④ 层间植物在群落中作用不明显
我国的落叶林分布面积广，包括东北南部和华北大部
10、 温带草原
我国主要分布于内蒙古和大兴安岭以西的广大地区
11、 北方针叶林
我国的主要分布于大兴安岭和阿尔泰山
12、 冻原（苔原）
分布：高纬度和高海拔的寒冷地区
我国只有高山东原，分布于长白山和阿尔泰山西部高山带
冻原的优势植物是：多年生灌木、苔草、禾草、苔藓、地衣，植被的高度一般只有几厘米
群落分布规律
地球表面的热量是随着所在纬度的位置而变化的，水分则水则距离海洋的远近以及大气环流和洋流等的变化而变化。
纬度↑，热量↑，反之
水热结合导致植被呈地带性分布，一方面沿纬度方向成带状发生有规律的更替，称为纬度地带性 另一方面从沿海向内陆方面成带状发生有规律的更替，称为经度地带性
随着海拔高度的增加，气候、土壤和动植物群落也发生有规律的更替，称为垂直地带性
（一）水平分布规律
1、 纬度地带性分布规律
（1）世界植被纬度地带性分布规律
北半球自北到南的植被依次出现：寒带苔原—寒温带针叶林—温带落叶阔叶林—亚热带常绿阔叶林—热带雨林
欧亚大陆中部和北美中部，自北向南的植被依次出现：苔原—针叶林—落叶阔叶林—草原—荒漠
（2）我国植被纬度地带性分布规律
东部湿润森林区，自北向南的植被依次为：寒温带针叶林—温带落叶阔叶林—北亚热带常绿落叶阔叶混交林—中亚热带常绿阔叶林—南亚热带季风常绿阔叶林—热带雨林和季雨林
2、经度地带性分布规律
（1）世界植被经度地带性分布规律
植被从东到西依次更替：森林—草原—半荒漠—荒漠—森林
（2） 我国植被经度地带性分布规律
从东南到西北表现出明显的变化规律
（二） 垂直分布规律
依次的理想分布为：干草原（稀树草原）—疏林灌丛—常绿阔叶林—夏绿林—亚高山针叶林—高山灌丛—高山草地—高山东原—冰雪带
群落分析
群落的数量特征
物种丰富度
群落所包含的物种数量
单位面积中的物种数量
多度
对物种个体数目多少的一种估测指标
密度
单位面积或单位空间内的个体数
密度比：某一物种的密度占群落中密度最高的物种密度的百分比
盖度
植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比，即投影盖度
基盖度（真盖度）的概念，即植物基部的覆盖面积
乔木的基盖度称为显著度
频度
群落中某种植物出现的样方数占整个样方数的百分比，即某个物种在调查范围内出现的频率
高度
为测量物体的一个指标，测量时取其自然高度或绝对高度
群落的综合性特征
优势度
用于表示一个种在群落中的地位与作用，但其具体定义和计算方法各家意见不一
重要值
用来表示某个种在群落中的地位和作用的综合数量指标，因为它简单、明确，所以在近些年来得到普遍采用
重要值=相对密度+相对优势度+相对频度/300
相对密度=（某一种的个体数/全部种的个体数）*100%
相对优势度=（某一种的基面积之和/全部种的基面积之和）*100%
相对频度=（某一种的频度/全部种的频度之和）*100%
种间关联
在一个特定群落中，有的种经常生长在一起，有的则互相排斥。如果两个种一块出现的次数比期望的更频繁，它们就具正关联； 如果它们共同出现次数少于期望值，则它们具负关联
正关联可能是因一个种依赖于另一个种而存在，或两者受生物的和非生物的环境因子影响而生长在一起， 负关联则是由于空间排挤竞争或他感作用，或不同的环境要求
在自然界中，绝对的正关联可能只出现在某些寄生物和单一宿主之间以及完全取食于一种植物的单食性昆虫之间。但是大多数物种的生存只是部分地依存于另一物种，像昆虫取食若干种植物，捕食者取食若干种猎物。
因此部分依存关系是自然群落中最常见的，并且其出现频率仅次于无相互作用的
竞争排斥也是群落中少数物种间的关联类型
从关联分析来看，群落的性质更接近于一个连续分布的系列，即个体论学派所主张的观点
群落排序
直接排序（直接梯度分析、梯度分析）：利用环境因素的排序
群落排序（间接梯度分析、组成分析）：用植物群落本身属性（种的出现与否，种的频度、盖度等）排定群落样地的位序
群落聚类分析
聚类分析就是根据各实体（属性）间的相似（相异）关系，将实体（属性）归纳为若干组，使组内的实体（属性）尽量相似，而组间实体（属性）尽量相异，从而实现客观上分类的目的
生态位的理论及测定
（一）生态位、生活小区、栖息地和生态区
生态位：群落内一个物种的资源利用
生活小区：群落生存的环境
栖息地：物种生存的物理环境
生态区：物种所利用的总资源的所在地
（二）生态位测定
1、生态位宽度
生态位宽度：物种对资源开发利用的程度
狭生态位种：在现有的资源谱中，仅能利用其中一小部分的生物
广生态位种：能利用较大部分的生物
2、生态位重叠
在一个资源序列上，两物种利用相同等级资源而相互重叠的状况
资源短缺的情况下，会出现竞争现象，若长时间处于此状态，一类的物种将灭亡或生态位分化
浮动主题