1、第五章第五章 昆虫群落生态学昆虫群落生态学第一节第一节 群落的概述群落的概述第二节第二节 群落的结构群落的结构第三节第三节 群落的演替群落的演替第四节第四节 群落的多样性和稳定性群落的多样性和稳定性第1页，共76页。第一节群落的概论一、生物群落一、生物群落biotic community：占有同一生境空间的有着相似资源需求的占有同一生境空间的有着相似资源需求的各种生物种群的集合体。各种生物种群的集合体。它强调生物种群间的相互作用它强调生物种群间的相互作用 第2页，共76页。二、二、群落的特征群落的特征 1、物种的丰富度、物种的丰富度-物种的数目物种的数目 2、物种的均匀度、物种的均匀度-各物种
2、的个体数目各物种的个体数目3、优势种和相对多度、优势种和相对多度 优势种：对群落具有控制和影响的物种优势种：对群落具有控制和影响的物种 多度：衡量群落内不同种数量间的相对比例。多度：衡量群落内不同种数量间的相对比例。4、群落的生长型及结构、群落的生长型及结构 生长形式（草灌乔苔藓等植物的生长型）影响群落的生长形式（草灌乔苔藓等植物的生长型）影响群落的垂直分层结构、水平分布格局和时间结构、营养结构由垂直分层结构、水平分布格局和时间结构、营养结构由（食物链连所决定）等。（食物链连所决定）等。5、群落的演替。、群落的演替。群落是一个开放系统群落是一个开放系统 。第3页，共76页。三、三、群落的组成、
3、命名群落的组成、命名 1、群落的组成：构成群落的有机体的种类，、群落的组成：构成群落的有机体的种类，影响群落特征与动态。影响群落特征与动态。2、群落的命名：、群落的命名：无严格规定无严格规定 根据群落中的主要优势种命名：马尾松林群落，根据群落中的主要优势种命名：马尾松林群落，昆虫群落昆虫群落 根据群落所居的自然环境命名：山涧溪流群落、根据群落所居的自然环境命名：山涧溪流群落、海滩群落海滩群落 根据优势种的主要生活型命名：热带雨林群落、草甸根据优势种的主要生活型命名：热带雨林群落、草甸群落群落 第4页，共76页。第二节第二节 群落的结构群落的结构 1、垂直结构、垂直结构2、水平结构、水平结构3、
4、时间结构、时间结构4、营养结构、营养结构第5页，共76页。6 一、一、群落的垂直结构群落的垂直结构群落的分层现象群落的分层现象 与资源与资源(光、矿质营养、食物等光、矿质营养、食物等)利用有关利用有关 植物群落的成层现象植物群落的成层现象 l地上成层现象、地下成层现象、层间植物地上成层现象、地下成层现象、层间植物 群落中昆虫的分层现象群落中昆虫的分层现象 l主要与食物、微气候有关主要与食物、微气候有关 第6页，共76页。7 水生植物的成层性水生植物的成层性第7页，共76页。8 二、群落的水平结构二、群落的水平结构概念：群落的配置状况或水平格局概念：群落的配置状况或水平格局 镶嵌性镶嵌性(mos
5、aic)和小群落和小群落(microcoense)环境异质性环境异质性、种子的散播方式、动物的选择性、种子的散播方式、动物的选择性采食等影响。采食等影响。影响群落水平结构的因素影响群落水平结构的因素 第8页，共76页。镶嵌性的群落水平结构镶嵌性的群落水平结构第9页，共76页。10 陆地生物群落中水平格局的主要决定因素陆地生物群落中水平格局的主要决定因素)径流第10页，共76页。11 三、群落的时间结构三、群落的时间结构概念：群落结构部分在时间上的相互更替，周期性变化概念：群落结构部分在时间上的相互更替，周期性变化 群落季相：季节变化引起的群落外貌随季节的变化群落季相：季节变化引起的群落外貌随季
6、节的变化 时间格局：群落的组成与结构随时间序列发生有规律的变时间格局：群落的组成与结构随时间序列发生有规律的变化化 昆虫的季节性变化及动物调查的季节性昆虫的季节性变化及动物调查的季节性 昆虫的昼夜变化昆虫的昼夜变化第11页，共76页。五、营养结构：可用食物链、食物网和生态锥体来五、营养结构：可用食物链、食物网和生态锥体来表征。表征。数量锥体（各相继营养级别的个体数）数量锥体（各相继营养级别的个体数）生物量锥体（各相继营养级别生物的总干重）生物量锥体（各相继营养级别生物的总干重）能量锥体（各相继营养级别生物的能量或生能量锥体（各相继营养级别生物的能量或生产力）产力）第12页，共76页。第13页，
7、共76页。Dissolved organic matter fine particulateMicroorganisms微生物微生物FlocculationshreddersLarger MossesRed algaeepilithicCoarseScraperdInvertebrate无脊椎的无脊椎的Predatorscollectors第14页，共76页。第三节群落的演替第三节群落的演替 定义及类型定义及类型 2.演替过程演替过程第15页，共76页。一、定义一、定义 Community succession 群落因条件变化从一种类型转变成另外一种类型的顺序群落因条件变化从一种类型转变成另外
8、一种类型的顺序过程。过程。二、类型二、类型 1 初级演替初级演替 Primary Succession 演替系列在从未被占演替系列在从未被占领过的区域上开始演替。领过的区域上开始演替。实例：裸岩实例：裸岩地衣地衣苔藓苔藓草本植物草本植物灌木灌木森林森林 第16页，共76页。2、次级演替、次级演替secandary succession 演替系列在增演替系列在增经被占领的区域上开始演替。经被占领的区域上开始演替。持续种持续种 Sustained species：种群数量在次级演替过程中虽有波动，但：种群数量在次级演替过程中虽有波动，但逐渐适应环境，始终存在于整个演替过程（狗尾草等）。逐渐适应环境
9、，始终存在于整个演替过程（狗尾草等）。更替种更替种 Succeeding species：在次级演替中种群数量从无到有不断：在次级演替中种群数量从无到有不断增加，最终在群落中取得优势的种类（双子叶杂草，野葡萄、蒲公英增加，最终在群落中取得优势的种类（双子叶杂草，野葡萄、蒲公英等）。等）。3、季节演替、季节演替 随季节变化群落从一种类型转变成另外随季节变化群落从一种类型转变成另外一种类型的顺序过程（农田生物群落一种类型的顺序过程（农田生物群落 人为干扰下的人为干扰下的季节演替）。季节演替）。第17页，共76页。三、演替过程三、演替过程 1、侵入定居阶段特点、侵入定居阶段特点 试探、适应、发展过程
10、试探、适应、发展过程 物种数量少；无干扰、无竞争；演替过程慢物种数量少；无干扰、无竞争；演替过程慢 2、竞争平衡阶段的特点、竞争平衡阶段的特点 物种数量增加较慢，竞争加剧，能协调生存，达到平物种数量增加较慢，竞争加剧，能协调生存，达到平衡衡 3、顶级群落、顶级群落climax(成熟阶段的特点成熟阶段的特点)：和当地气候条件：和当地气候条件保持协调和平衡的群落，这个演替的终点为顶极群落保持协调和平衡的群落，这个演替的终点为顶极群落 结构完善、资源利用有效、群落稳定结构完善、资源利用有效、群落稳定第18页，共76页。19 演替过程中动物种类随群落而变化演替过程中动物种类随群落而变化第19页，共76
11、页。第四节群落多样性与稳定性第四节群落多样性与稳定性 生物多样性概念生物多样性概念2.生物多样性描述方法生物多样性描述方法3.群落多样性与稳定性的关系群落多样性与稳定性的关系4.研究生物多样性的意义研究生物多样性的意义5.生物多样性生物多样性-中国在行动！中国在行动！第20页，共76页。21 一、生物多样性概念一、生物多样性概念生物多样性生物多样性(biodiversity)的概念的概念 l生物种的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性生物种的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性 生物多样性的三个水平生物多样性的三个水平 l遗传多样性：地球上生物个体中所包含的遗传信息的总遗传多样性：地球上生
12、物个体中所包含的遗传信息的总和和 l物种多样性：地球上多种多样的生物类型及种类物种多样性：地球上多种多样的生物类型及种类 l生态系统多样性：是生物圈中生物群落、生境和生生态系统多样性：是生物圈中生物群落、生境和生态过程的丰富程度态过程的丰富程度 第21页，共76页。22 二、物种多样性二、物种多样性物种多样性的含义物种多样性的含义 l种的数目或丰富度：指一个群落或生境种的数目或丰富度：指一个群落或生境中物种数目的多寡中物种数目的多寡 l种的均匀度：指一个群落或生境中全部物种的均匀度：指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况种个体数目的分配状况 第22页，共76页。23 物种多样性（续）物种
13、多样性（续）物种多样性的测定物种多样性的测定 C多样性指数多样性指数 C多样性指数多样性指数 沿着环境梯度的变化物种替代的程度沿着环境梯度的变化物种替代的程度 不同群落或某环境梯度上不同点之间的共有种越少，不同群落或某环境梯度上不同点之间的共有种越少，多样性越大多样性越大 精确地测定精确地测定多样性具有重要的意义多样性具有重要的意义 C指示生境变化及其被物种分割的程度指示生境变化及其被物种分割的程度 C用来比较不同地段的生境多样性用来比较不同地段的生境多样性 C与与多样性一起构成了总体多样性或一定地段的多样性一起构成了总体多样性或一定地段的生物异质性生物异质性 C 多样性指数多样性指数第23页
14、，共76页。l优势度指数：优势度指数：I=Nmax/NI=Nmax/N 其中其中NmaxNmax为优势种群数量，为优势种群数量，N N为全部种群数量为全部种群数量l丰富度丰富度S Sl丰富度指数丰富度指数 Pi=Ni/NPi=Ni/N 其中：其中：NiNi为第为第I I类群个体数，类群个体数，N N为个体总数为个体总数l相似性系数：相似性系数：C Cs s=2j/(a+b)=2j/(a+b)式中：式中：j j为两个群落或样地共有的物种数；为两个群落或样地共有的物种数；a a和和b b分别分别为样地为样地A A和样地和样地B B的物种数的物种数三、物种多样性指数三、物种多样性指数第24页，共76
15、页。25 三、物种多样性指数三、物种多样性指数Simpson指数：指数：D=1-Pi2 Shannon-Weiner指数指数 H=-PilnPi 上二式中上二式中Pi种的个体数占群落中总个体数的比种的个体数占群落中总个体数的比例，例，Pi=Ni/N。Pielou均匀度指数：均匀度指数：E=H/Hmax Hmax为最大的物种多样性指数，为最大的物种多样性指数，Hmax=LnS 实例实例 第25页，共76页。26 多样性指数计算多样性指数计算nSimpson指数：指数：qDA=0 qDB=1-(50/100)2+(50/100)2=0.5000 qDc=1-Pi2=1-(Ni/N)2=1-(99/
16、100)2+(1/100)2=0.0198 nShannon-Wiener指数：指数：qHA=0 qHB=-(0.50ln0.50+0.50ln0.50)=0.69 qHC=-Ni/N ln Ni/N=-(0.99ln0.99+0.01ln0.01)=0.056 nPielou均匀度指数：均匀度指数：qHmax=lnS=ln2=0.69 qEA=H/Hmax=-(1.0ln1.0)+0/0.69=0 qEB=-(0.50ln0.50+0.50ln0.50)/0.69=0.69/0.69=1 qEC=0.056/0.69=0.081 物种甲 物种乙 群落A 100(1.00)0(0.00)群落B
17、 50(0.50)50(0.50)群落C 99(0.99)1(0.01)第26页，共76页。27 四、物种多样性的时空变化四、物种多样性的时空变化纬度：随纬度升高物种多样性降低纬度：随纬度升高物种多样性降低 海拔：随海拔升高物种多样性降低海拔：随海拔升高物种多样性降低 水体水体：随深度增加物种多样性降低：随深度增加物种多样性降低 时间时间 l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早期，随着演替的进展，物种多样性增加 l在群落演替的后期，物种多样性会降低在群落演替的后期，物种多样性会降低第27页，共76页。28 例：多毛类、瓣鳃类物种多样性100 5010 20Number
18、 of individuals(100)Number of species多毛类、瓣鳃类物种多样性多毛类、瓣鳃类物种多样性热带浅水热带浅水深海深海大陆架大陆架北方浅水北方浅水北方河口湾北方河口湾第28页，共76页。29 五、解释物种多样性变化的学说五、解释物种多样性变化的学说进化时间学说进化时间学说：热带群落比较古老，进化时间较长，：热带群落比较古老，进化时间较长，并且在地质年代中环境条件稳定，很少遭受灾害性气并且在地质年代中环境条件稳定，很少遭受灾害性气候变化，所以群落的多样性较高。而温带和极地群落候变化，所以群落的多样性较高。而温带和极地群落从地质年代比较年轻，遭受灾难性气候变化较多，所从
19、地质年代比较年轻，遭受灾难性气候变化较多，所以多样性较低。以多样性较低。生态时间学说生态时间学说：考虑时间尺度更短，认为物种的分：考虑时间尺度更短，认为物种的分布区的扩大也需要一定时间。布区的扩大也需要一定时间。第29页，共76页。30 解释物种多样性变化的学说解释物种多样性变化的学说空间异质性学说：物理环境越复杂，或空间异质性越高，空间异质性学说：物理环境越复杂，或空间异质性越高，动植物群落的复杂性也越高，物种多样性也越大。如山动植物群落的复杂性也越高，物种多样性也越大。如山区物种多样性明显高于平原；群落中小生境丰富多样，区物种多样性明显高于平原；群落中小生境丰富多样，物种多样性越高。物种多
20、样性越高。气候稳定学说：气候越稳定，变化越小，动植物的气候稳定学说：气候越稳定，变化越小，动植物的种类越丰富，在生物进化的地质年代中，地球唯有种类越丰富，在生物进化的地质年代中，地球唯有热带的气候可能是最稳定的。热带的气候可能是最稳定的。第30页，共76页。31 解释物种多样性变化的学说解释物种多样性变化的学说竞争学说：在环境严酷的地区，自然选择主要受物理因素控制，但在气候温竞争学说：在环境严酷的地区，自然选择主要受物理因素控制，但在气候温和而稳定的热带地区，生物之间的竞争则成为进化和生态位分化的主要动力。和而稳定的热带地区，生物之间的竞争则成为进化和生态位分化的主要动力。捕食学说：因为热带的
21、捕食者比其他地区多，捕食者将被捕食者的种群数量捕食学说：因为热带的捕食者比其他地区多，捕食者将被捕食者的种群数量压到较低水平，从而减轻了被食者的种间竞争。竞争的减弱允许更多的被食压到较低水平，从而减轻了被食者的种间竞争。竞争的减弱允许更多的被食者种的生存。较丰富的种数又支持更多的捕食者种类。者种的生存。较丰富的种数又支持更多的捕食者种类。生产力学说：如果其他条件相等，群落的生产力越高，生产的食物越生产力学说：如果其他条件相等，群落的生产力越高，生产的食物越多，通过食物网的能流量越大，物种多样性就越高。多，通过食物网的能流量越大，物种多样性就越高。第31页，共76页。六、群落稳定性六、群落稳定性
22、 1、多样性和稳定性是生物群落的两个重要属、多样性和稳定性是生物群落的两个重要属性，涉及资源开发与利用以及农业生产和社会发性，涉及资源开发与利用以及农业生产和社会发展等，成为现代生态学的重要研究课题。展等，成为现代生态学的重要研究课题。2、稳定性、稳定性Stability的定义的定义 一般概念：系统保持预定的工作状态，耐受一般概念：系统保持预定的工作状态，耐受不利因素影响不利因素影响 3、抵抗力：表示群落抵抗扰动和维持系统的结、抵抗力：表示群落抵抗扰动和维持系统的结构和功能保持原状的能力。构和功能保持原状的能力。恢复力：表示群落在遭受扰动后恢复到原状恢复力：表示群落在遭受扰动后恢复到原状的能力
23、。的能力。4、稳定性与多样性的关系、稳定性与多样性的关系:一般认为多样性一般认为多样性越高，稳定性越好。越高，稳定性越好。第32页，共76页。4.研究生物多样性的意义研究生物多样性的意义 1、群落稳定性的尺度、群落稳定性的尺度 2、作为生产力受干扰程度的指标，例如、作为生产力受干扰程度的指标，例如 群落群落 1 A B C D E H 施药前施药前 0.4 0.3 0.1 0.15 0.05 1.3923 施药后施药后 0 0 0.4 0.4 0.2 1.0549 群落群落2前前 0.8 0.2 0.05 0.03 0.02 0.909 后后 0 0 0 0.9 0.1 0.3551 3、稳定
24、群落抗干扰能力强，在引进天敌时应考虑物种多、稳定群落抗干扰能力强，在引进天敌时应考虑物种多样性样性第33页，共76页。5.生物多样性生物多样性-中国在行动！中国在行动！中国中国-生物多样性最丰富的国家之一。植物生物多样性最丰富的国家之一。植物30000第三，陆栖动物第三，陆栖动物23400占占10%鸟类鸟类1186第第一，兽类一，兽类499占占12.5%，昆虫，昆虫100万，已描述的万，已描述的4.5万种世界万种世界1200栽培作物栽培作物200种起源于中国，种起源于中国，占占17%；禾谷类第二，属世界；禾谷类第二，属世界8个作物起源中心个作物起源中心之一。之一。中国中国-国际生物多样性公约缔
25、约国之一国际生物多样性公约缔约国之一 制定生物多样性保护国家战略和行动计划制定生物多样性保护国家战略和行动计划 编写生物多样性国情研究报告编写生物多样性国情研究报告第34页，共76页。仅仅20世纪，世纪，110种哺乳动物、种哺乳动物、139种鸟类永远从种鸟类永远从地球上消失了，许多生物还没有来得及被鉴定就地球上消失了，许多生物还没有来得及被鉴定就灭绝了。目前，有灭绝了。目前，有593鸟、鸟、400多兽、多兽、209两栖爬两栖爬行动物和行动物和20000多种高等植物正濒于灭绝。面对多种高等植物正濒于灭绝。面对这些另人心惊的数字，如果不采取有效行动，谁这些另人心惊的数字，如果不采取有效行动，谁能保
26、证最后灭绝的不是我们人类自己！能保证最后灭绝的不是我们人类自己！第35页，共76页。第36页，共76页。第37页，共76页。第38页，共76页。第39页，共76页。第40页，共76页。第41页，共76页。第42页，共76页。第43页，共76页。第44页，共76页。第45页，共76页。第46页，共76页。第47页，共76页。第48页，共76页。第49页，共76页。第50页，共76页。第51页，共76页。第52页，共76页。第53页，共76页。第54页，共76页。第55页，共76页。第56页，共76页。第57页，共76页。第58页，共76页。第59页，共76页。第60页，共76页。第61页，共76页。第62页，共76页。第63页，共76页。第64页，共76页。第65页，共76页。第66页，共76页。第67页，共76页。第68页，共76页。第69页，共76页。第70页，共76页。第71页，共76页。第72页，共76页。第73页，共76页。第74页，共76页。第75页，共76页。第76页，共76页。
