1、（优选）植物群落的种类组成第四章第四章 植物群落的数量特征植物群落的数量特征1 植物植物群落的概念与性质群落的概念与性质 2 植物植物群落的种类组成群落的种类组成 3 植物植物群落的数量特征及其多样性群落的数量特征及其多样性 1 植物植物群落的概念与性质群落的概念与性质 一、什么是群落（一、什么是群落（community)v 在特定空间或生境下，具有一定植物种类组成及其与环境之间彼在特定空间或生境下，具有一定植物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用，具有一定外貌和结构，具有特定功能的植物此影响、相互作用，具有一定外貌和结构，具有特定功能的植物集合体集合体二、植物群落的基本特征二、植物群落的
2、基本特征 1.1.具有一定的外貌：具有一定的外貌：高度、颜色（针叶浓绿、阔叶浅绿、常绿叶等）、高度、颜色（针叶浓绿、阔叶浅绿、常绿叶等）、质地（硬叶、革质、草质的等），这些特征决定着群落的外部形态。质地（硬叶、革质、草质的等），这些特征决定着群落的外部形态。u根据外貌划分植物群落的高级分类单位，如常绿林、硬叶林、针叶根据外貌划分植物群落的高级分类单位，如常绿林、硬叶林、针叶林、荒漠、森林、草原等林、荒漠、森林、草原等2.2.具有一定的种类组成：具有一定的种类组成：每个植物群落都由一定的植物种群组成，每个植物群落都由一定的植物种群组成，种类成分多少及每个种群数量是研究群落的首要特征种类成分多少及
3、每个种群数量是研究群落的首要特征3.3.具有一定的种间关系及群落结构：具有一定的种间关系及群落结构：形态结构形态结构生活型组成生活型组成生态结构生态结构成层性、季相变化、物种分布格局成层性、季相变化、物种分布格局营养结构营养结构寄生关系、共生关系等寄生关系、共生关系等群落的结构不象有机体那样清晰，而是一种相对松散的结构形式群落的结构不象有机体那样清晰，而是一种相对松散的结构形式4.4.形成一定的群落内部环境：植物形成一定的群落内部环境：植物群落对其居住环境产生重大影响，群落对其居住环境产生重大影响，并形成群落环境。并形成群落环境。如森林与其周围的裸地不同，各种生态因子都经过了森林群落的改如森林
4、与其周围的裸地不同，各种生态因子都经过了森林群落的改造，即使荒漠群落，对土壤环境也有明显改造作用。造，即使荒漠群落，对土壤环境也有明显改造作用。5.5.具有一定的动态特征：具有一定的动态特征：包括群落外貌、组成、结构、环境等的季节包括群落外貌、组成、结构、环境等的季节动态、年际波动、中等时间尺度的演替和大时间尺度的演化动态、年际波动、中等时间尺度的演替和大时间尺度的演化 6.6.具有一定的分布范围：具有一定的分布范围：不同群落都是按照一定的规律分布的，任何不同群落都是按照一定的规律分布的，任何群落都分布在特定生境上，不同群落的生境和分布范围不同群落都分布在特定生境上，不同群落的生境和分布范围不
5、同7.7.具有一定的边界特征：具有一定的边界特征：在自然条件下，有些群落具有明显的边界，在自然条件下，有些群落具有明显的边界，可清楚的区分；有些则不具有明显边界，而呈连续变化中。可清楚的区分；有些则不具有明显边界，而呈连续变化中。8.8.组成物种之间相互作用：组成物种之间相互作用：群落中的物种是有规律的共处的，这种有群落中的物种是有规律的共处的，这种有规律的共处是在长期相互竞争、相互适应、协同进化中形成的。不是规律的共处是在长期相互竞争、相互适应、协同进化中形成的。不是一个简单的植物集合体，而是一个有机整体。某一关键物种的消失常一个简单的植物集合体，而是一个有机整体。某一关键物种的消失常可带来
6、整个群落的崩溃可带来整个群落的崩溃三、植物群落的性质三、植物群落的性质v关于群落性质问题，存在着两个对立的观点，即关于群落性质问题，存在着两个对立的观点，即机体论机体论和和个体论个体论。（1）机体论：认为群落是客观存在的实体，是一个有组织的生物系）机体论：认为群落是客观存在的实体，是一个有组织的生物系统，像有机体一样统，像有机体一样 美国的美国的Clements，将群落从，将群落从先峰阶段先峰阶段到到顶极阶段顶极阶段演替过程，比似为演替过程，比似为有机体的生活史，各不同演替阶段看作有机体不同发育时期。即有诞有机体的生活史，各不同演替阶段看作有机体不同发育时期。即有诞生、生长、成熟和死亡。生、生
7、长、成熟和死亡。英国英国Tansley支持机体论观点，并且强调应把群落看作整体来研究，支持机体论观点，并且强调应把群落看作整体来研究，并由此发展成生态系统概念。并由此发展成生态系统概念。法国法国Braun-Blanquet等则更直接地把群落比似为等则更直接地把群落比似为“种种”，并模仿生物分，并模仿生物分类的等级制，将群落划分为群丛、群丛属、群丛目、群丛纲和群丛门，类的等级制，将群落划分为群丛、群丛属、群丛目、群丛纲和群丛门，群丛以下还有亚群丛、群丛变型等。群丛以下还有亚群丛、群丛变型等。（2）个体论：）个体论：认为群落并非自然界的实体，而是生态学家为了便于研究，认为群落并非自然界的实体，而是
8、生态学家为了便于研究，从一个连续变化的植被连续体中，人为确定的一组物种的集合从一个连续变化的植被连续体中，人为确定的一组物种的集合 威斯康星学派的创始人威斯康星学派的创始人Gleason认为任何有机体的比似都是欠妥的。群认为任何有机体的比似都是欠妥的。群落的存在依赖于特定的生境与物种的选择性，而环境条件在空间和时间落的存在依赖于特定的生境与物种的选择性，而环境条件在空间和时间上都是不断变化的，所以，群落之间不具有明显的边界，其差异性是连上都是不断变化的，所以，群落之间不具有明显的边界，其差异性是连续的续的美国美国Whittaker和俄国和俄国Ramensky是个体论的强烈支持者，而且用是个体论
9、的强烈支持者，而且用梯度分析与排序等定量方法研究植被，证明了群落并不是一个个梯度分析与排序等定量方法研究植被，证明了群落并不是一个个分离的有明显边界的实体，多数情况下在空间和时间上是连续的。分离的有明显边界的实体，多数情况下在空间和时间上是连续的。（3）中间派：）中间派：也有一些学者占在中立的立场上，认为机体论与个也有一些学者占在中立的立场上，认为机体论与个体论都未能包括全部真理，现实群落可能就处在两者之间，即在体论都未能包括全部真理，现实群落可能就处在两者之间，即在Gleason-Clements轴中的任何一点。轴中的任何一点。2 植物植物群落的种类组成群落的种类组成一、分析群落种类组成的重
10、要意义一、分析群落种类组成的重要意义 种类组成在一定程度上反映出群落的性质，是决定群落性质最重要种类组成在一定程度上反映出群落的性质，是决定群落性质最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的基本特征的因素，也是鉴别不同群落类型的基本特征 如温带落叶阔叶林优势树种是落叶乔木，主要有壳斗科、椴树科、如温带落叶阔叶林优势树种是落叶乔木，主要有壳斗科、椴树科、桦木科、槭树科和杨柳科的一些种类桦木科、槭树科和杨柳科的一些种类 我们校园里的杂草群落则主要由一些伴人植物我们校园里的杂草群落则主要由一些伴人植物，如菊科、十字花科、如菊科、十字花科、藜科和禾本科的一些种类。藜科和禾本科的一些种类。二、植物二、植物群落
11、的群落的种类组成的成员型种类组成的成员型植物群落中的各类植物按其重要性或数量可分为：植物群落中的各类植物按其重要性或数量可分为：优势种与建群种优势种与建群种亚优势种亚优势种 伴生种伴生种1.偶见种（稀见种）偶见种（稀见种）1.优势种与建群种优势种与建群种（1）优势种（）优势种（dominant species）：指对群落的结构和群落环境的形）：指对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物种。成有明显控制作用的植物种。特点：一般个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积较大、生活能特点：一般个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积较大、生活能力较强，即优势度较大的种力较强，即优势度较大的种v群落
12、的不同层次可以有各自的优势种，如森林群落的乔木层、灌木层、群落的不同层次可以有各自的优势种，如森林群落的乔木层、灌木层、草本层和地被层各有优势种草本层和地被层各有优势种（2 2）建群种（）建群种（edificator 或或 constructive species）概念：指群落优势层的优势种概念：指群落优势层的优势种 如：森林群落乔木层的优势种，草原群落上层的优势种等如：森林群落乔木层的优势种，草原群落上层的优势种等v单优种群落单优种群落群落中建群种只有一个的群落群落中建群种只有一个的群落v共优势种群落（共建种群落）共优势种群落（共建种群落）建群种有两个以上的群落建群种有两个以上的群落 如：热
13、带雨林种类组成丰富，结构复杂，一般为如：热带雨林种类组成丰富，结构复杂，一般为“共建种群落共建种群落”2.亚优势种（亚优势种（subdominant）指个体数量与作用都仅次于优势种，在决定群落性质和控制群落环指个体数量与作用都仅次于优势种，在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的植物种境方面仍起着一定作用的植物种3.伴生种（伴生种（companion species）指群落中的常见种类，与优势种相伴存在，但不起主要作用种类指群落中的常见种类，与优势种相伴存在，但不起主要作用种类 4.偶见种或稀见种（偶见种或稀见种（rare species）指在群落中出现频率很低而数量稀少的种类指在群落
14、中出现频率很低而数量稀少的种类v偶见种对生态环境的变化常具有一定的指示意义。偶见种对生态环境的变化常具有一定的指示意义。3 植物植物群落种类组成的数量特征群落种类组成的数量特征 一、分析群落种类组成的重要意义一、分析群落种类组成的重要意义 种类组成在一定程度上反映出群落的性质，是决定群落性质最重要种类组成在一定程度上反映出群落的性质，是决定群落性质最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的基本特征的因素，也是鉴别不同群落类型的基本特征 如温带落叶阔叶林优势树种是落叶乔木，主要有壳斗科、椴树科、如温带落叶阔叶林优势树种是落叶乔木，主要有壳斗科、椴树科、桦木科、槭树科和杨柳科的一些种类桦木科、槭树科和杨
15、柳科的一些种类 我们校园里的杂草群落则主要由一些伴人植物我们校园里的杂草群落则主要由一些伴人植物，如菊科、十字花科、如菊科、十字花科、藜科和禾本科的一些种类。藜科和禾本科的一些种类。一、植物群落种类组成的调查方法一、植物群落种类组成的调查方法 1代表样地的选择要注意代表样地的选择要注意6 6个原则：个原则：群落结构要完整群落结构要完整 生境条件要一致生境条件要一致 反映群落的普遍特征反映群落的普遍特征 设在群落中心典型部分，避开过渡地段设在群落中心典型部分，避开过渡地段 样地显著实物标记，如样方框或样线等样地显著实物标记，如样方框或样线等 样地的大小应不小于群落的最小表现面积样地的大小应不小于
16、群落的最小表现面积2最小表现面积：最小表现面积：指能够足以确定该群落所有主要特征的最小地段，主要特征包括：指能够足以确定该群落所有主要特征的最小地段，主要特征包括：种类成分、群落结构与生境特点种类成分、群落结构与生境特点 群落片断：群落片断：当一个群落的个别地段面积较小，不能完全表现该群当一个群落的个别地段面积较小，不能完全表现该群落的所有主要特征时，这样的地段常称为群落片断落的所有主要特征时，这样的地段常称为群落片断图3-1 巢式样方法模式图4m2 2 m21 m2 1/2 m21/4 m21/816111621260246810121416取样面积（m2）种 数图3-2 草本野生植物种-面
17、积曲线参考图群落的最小表现面积一般随群落种类组成的丰富程度而变化，群落的最小表现面积一般随群落种类组成的丰富程度而变化，种类越丰富最小表现面积越大。种类越丰富最小表现面积越大。如：如：热带雨林为热带雨林为2500m2 北方针叶林为北方针叶林为400 m2 灌丛群落为灌丛群落为25100 m2 温带草原群落为温带草原群落为14 m2二、种类组成的数量特征调查与分析二、种类组成的数量特征调查与分析 （一）种的个体数量指标（一）种的个体数量指标1.1.多度（多度（abundanceabundance）：一个种在群落中个体数目多少的相对参数）：一个种在群落中个体数目多少的相对参数v通常采用目测估计法分
18、成多度级确定。是一种进行快速群落调查通常采用目测估计法分成多度级确定。是一种进行快速群落调查常用的数量指标。常用的数量指标。采用多度指标时注意以下采用多度指标时注意以下4 4点：点：可在样地内进行估计，也可不受样地限制，对群落整体作全面考可在样地内进行估计，也可不受样地限制，对群落整体作全面考只能在属于同一生活型植物间进行比较只能在属于同一生活型植物间进行比较多度目估受工作者熟练程度、精力状况、偏见、植物特点、种群格多度目估受工作者熟练程度、精力状况、偏见、植物特点、种群格局、甚至天气状况等影响局、甚至天气状况等影响易出现误差，优点是快速易出现误差，优点是快速2.密度（密度（density）概
19、念：指单位面积上的植物株数，概念：指单位面积上的植物株数，d=N/S.相对密度相对密度（relative density）：某个种的密度占总密度的百分比某个种的密度占总密度的百分比 密度比密度比（density ratio）：某一物种密度与群落中最高种密度之比某一物种密度与群落中最高种密度之比 3.盖度（盖度（coverage）（1）投影盖度：植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比）投影盖度：植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比（2 2）相对盖度：某种的盖度占所有植物盖度之和的百分比）相对盖度：某种的盖度占所有植物盖度之和的百分比（3 3）盖度比：某种的盖度与最大种盖度之比）盖度比：
20、某种的盖度与最大种盖度之比 （4 4）基盖度：植物基部的覆盖面积。树木以）基盖度：植物基部的覆盖面积。树木以1.3m胸径断面计；草本常胸径断面计；草本常以离地面以离地面2.54cm(1英寸英寸)高度处断面计高度处断面计（5 5）分盖度（种盖度）、层盖度（种组盖度）和总盖度（群落盖度）。）分盖度（种盖度）、层盖度（种组盖度）和总盖度（群落盖度）。分盖度之和与层盖度之和均大于总盖度。分盖度之和与层盖度之和均大于总盖度。（6）郁闭度：指林冠覆盖面积与地表面积的比例郁闭度：指林冠覆盖面积与地表面积的比例4.频度（频度（frequency）概念：指某个种在调查范围内出现的频率概念：指某个种在调查范围内出
21、现的频率通常表达方式：通常表达方式：f=出现样方数出现样方数/样方总数样方总数100%4.高度（高度（height）概念：是测量植物体体长的指标概念：是测量植物体体长的指标（1）自然高度与绝对高度）自然高度与绝对高度（2）高度比：某植物种高度与最高种高度之比）高度比：某植物种高度与最高种高度之比5.重量（重量（weight）概念：是衡量种群的生物量（概念：是衡量种群的生物量（biomass）或现存量（）或现存量（standing crop）多少的指标。重量在草本群落研究中非常重要。多少的指标。重量在草本群落研究中非常重要。（1）鲜重和干重）鲜重和干重（2）相对重量：单位面积或容积内某种占全部种
22、重量的百分比）相对重量：单位面积或容积内某种占全部种重量的百分比（3）重量比：某种重量与最大重量种重量比）重量比：某种重量与最大重量种重量比6.体积（体积（volume）概念：是生物占空间大小的度量指标。概念：是生物占空间大小的度量指标。v森林群落研究中非常重要，森林群落研究中非常重要，通常称为材积量，计算公式：通常称为材积量，计算公式：形数：是树干体积与等高同底圆柱体体积之比，因不同树种而异。形数：是树干体积与等高同底圆柱体体积之比，因不同树种而异。V=shf胸高断面积树高形数（二）种的综合数量特征（二）种的综合数量特征表示一个种在群落中地位和作用的综合数量指标，一般通过上述数量特征表示一个
23、种在群落中地位和作用的综合数量指标，一般通过上述数量特征参数计算，主要有：参数计算，主要有：1.重要值（重要值（importance value）：某种植物在群落中的相对重要性）：某种植物在群落中的相对重要性 重要值重要值=相对密度相对密度+相对频度相对频度+相对盖度相对盖度 2.优势度（优势度（dominance）：某种植物在群落中的优势程度：某种植物在群落中的优势程度v一般用综合优势比（一般用综合优势比（SDRSDR）表示，在相对密度、相对频度、相对盖度、相表示，在相对密度、相对频度、相对盖度、相相对重量等参数中任选相对重量等参数中任选2、3、4和和5项。分为项。分为2因素、因素、3因素、
24、因素、4因素和因素和5因素因素 如：如：SDR3=（相对密度（相对密度+相对频度相对频度+相对盖度）相对盖度）/3 第五章第五章 植物群落的结构植物群落的结构 一、群落的结构要素一、群落的结构要素（一）（一）生活型生活型（life form）概念：生物对外界环境适应的外部表现形式，是对环境条件趋同适概念：生物对外界环境适应的外部表现形式，是对环境条件趋同适应的结果。应的结果。l高位芽植物高位芽植物l地上芽植物地上芽植物l地面芽植物地面芽植物l地下芽植物地下芽植物l一年生植物一年生植物2.生长型生长型(growth form)中国植被中国植被按植物体态划分出植物的生长型类群。生长型按植物体态划分
25、出植物的生长型类群。生长型=生活型生活型。分为分为4大类，大类，14小类。小类。u木本植物木本植物 u半木本植物半木本植物u草本植物草本植物u叶状体植物叶状体植物（二）（二）层片层片（synusiasynusia）v概念：指群落中同一生活型不同植物种的组合，是群落的三维生态概念：指群落中同一生活型不同植物种的组合，是群落的三维生态结构。由法瑞学派提出。结构。由法瑞学派提出。v层片的特征：层片的特征：每一个层片在群落中都占据着一定的空间和时间，而且层片的时空每一个层片在群落中都占据着一定的空间和时间，而且层片的时空变化形成了植物群落不同的结构特征变化形成了植物群落不同的结构特征(三三)叶片叶片大
26、小、性质及叶面积指数大小、性质及叶面积指数 二、植物群落的外貌与季相二、植物群落的外貌与季相 1.1.群落外貌群落外貌（physiognomy）v概念：指群落的外表形态，决定于群落优势的生活型和层片结构概念：指群落的外表形态，决定于群落优势的生活型和层片结构v例如：针叶林、落叶阔叶林、常绿阔叶林等。草原与草甸等例如：针叶林、落叶阔叶林、常绿阔叶林等。草原与草甸等2.2.季相季相（aspect）v概念：指随着气候季节性交替，群落呈现不同外貌的现象，可以概念：指随着气候季节性交替，群落呈现不同外貌的现象，可以表现为色彩、高度的不同等。表现为色彩、高度的不同等。v季相变化也称为季相变化也称为群落的时
27、间结构群落的时间结构三、植物群落的垂直结构三、植物群落的垂直结构 概念：指群落的成层性，如一般森林群概念：指群落的成层性，如一般森林群落都有可分为乔木层、灌木层、草本层和落都有可分为乔木层、灌木层、草本层和地被层。有的乔木层还可分为林冠层和下地被层。有的乔木层还可分为林冠层和下木层木层群落垂直结构的特点：群落垂直结构的特点：（1 1）温带落叶林成层现象最明显，寒温温带落叶林成层现象最明显，寒温带针叶林最简单，而热带雨林最复杂。草带针叶林最简单，而热带雨林最复杂。草本群落也有成层性本群落也有成层性 （2 2）不仅表现在地上部分，地下根系也有明显的成层性，不同种类的根不仅表现在地上部分，地下根系也
28、有明显的成层性，不同种类的根系可分布在不同的土层深度系可分布在不同的土层深度 （3 3）动物的分层性也很普遍。如不同鸟类分布在森林不同层次上。有动物的分层性也很普遍。如不同鸟类分布在森林不同层次上。有些动物是树栖的，有些是栖息在灌丛中或草丛中等些动物是树栖的，有些是栖息在灌丛中或草丛中等 群落成层性的生态意义群落成层性的生态意义（1 1）提高了有限资源的时空利用范围和利用效率，因此，有助于提）提高了有限资源的时空利用范围和利用效率，因此，有助于提高群落的生产力水平高群落的生产力水平（2 2）减少了物种为争夺食物和养分等资源的竞争，使群落拥有更高）减少了物种为争夺食物和养分等资源的竞争，使群落拥
29、有更高的物种多样性的物种多样性（3 3）提高了生物群落的稳定性和对环境的改造作用，增强了抵御外）提高了生物群落的稳定性和对环境的改造作用，增强了抵御外界干扰的能力界干扰的能力（4 4）复杂程度是生态环境的一种指示指标，一般层次越复杂，成层）复杂程度是生态环境的一种指示指标，一般层次越复杂，成层结构越复杂，极端环境中的生物群落是非常简单的结构越复杂，极端环境中的生物群落是非常简单的 四、植物群落的水平结构四、植物群落的水平结构v水平结构：是指群落的配置状况或水平格局，是群落在水平空间上表水平结构：是指群落的配置状况或水平格局，是群落在水平空间上表现的斑块相间的现象。也称为镶嵌性（现的斑块相间的现
30、象。也称为镶嵌性（mosaicmosaic）v群落镶嵌性形成的主要原因：群落镶嵌性形成的主要原因：（1 1）环境条件的不均匀，如微地形起伏、土壤湿度、盐碱含量变化等环境条件的不均匀，如微地形起伏、土壤湿度、盐碱含量变化等（2 2）聚集性分布聚集性分布（3 3）动物影响（挖穴）动物影响（挖穴）（4 4）人为影响人为影响五、群落交错区与边缘效应五、群落交错区与边缘效应 1.群落交错区（群落交错区（ecotone）也称生态交错区或生态过渡带）也称生态交错区或生态过渡带v概念：是指两个或多个群落（生态系统）之间的过渡区域概念：是指两个或多个群落（生态系统）之间的过渡区域v例如：森林与草原之间；森林类型间；城乡之间；牧区与农区间例如：森林与草原之间；森林类型间；城乡之间；牧区与农区间 2.边缘效应（边缘效应（edge effect）v概念：指构成交错带的群落或生态系统之间能量、物质、信息及物概念：指构成交错带的群落或生态系统之间能量、物质、信息及物种的交流与相互作用种的交流与相互作用
