草地生态学ppt课件:基础生态课件8.ppt
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第三章种群生态学
* 第一节种群的概念
* 第二节种群动态
* 第三节 种群调节及集合种群
* 第四节 生活史对策(生态对策)
* 第五节种内与种间关系
第四节 生活史对策(生态对策)
* 繁殖对策
* 1.r- 选择与K-选择
* r-选择：有利于增大内禀增长率的选择
* r对策种群
* K-选择：有利于增加竞争能力的选择。
* k对策种群
二、种间关系
* 有竞争、捕食、寄生和互利共生
* (一)种间竞争
1、高斯假说
2、 Lotka-Volterra种间竞争模型
竞争方程建立在逻辑斯谛方程的基础上.
dN1/dt=r1N1(k1-N1- α12N2)/k1
dN2/dt=r2N2(k2-N2- α21N1)/k2
k1、k2:两竞争物种的环境负荷
α12: 物种2的竞争系数,2对1的竞争抑制作用;
α21: 物种1的竞争系数,1对2的竞争抑制作用.
2、 Lotka-Volterra种间竞争模型
dN1/dt=r1N1(k1-N1- α12N2)/k1
dN2/dt=r2N2(k2-N2- α21N1)/k2
dN1/dt=0N1＝K1 - α12 N2
* N1 = 0 , N2 = K1 /α12
* N1 = K1 , N2 = 0
* dN2/dt=0N2＝K2 - α21 N1
* N2 = 0 , N1 = K2 /α21
* N2 = K2, N1 = 0
2、 Lotka-Volterra种间竞争模型
2、 Lotka-Volterra种间竞争模型
不稳定共存
* K1 > K2 /α21,K2> K1/α12
* N2和N1出现不稳定的平衡点
稳定的共存
* K1 < K2 /α21,K2< K1/α12
* N2和N1被出现稳定的平衡点
3、生态位理论
* 生态位(niche)是物种在生物群落或生态系统中的地位和作用。
* 空间生态位(spatial niche)。
* 营养生态位(trophic niche).
* 多维生态位空间
* 基础生态位(fundamental niche)和实际生态位(realized niche)：
生态位分化
(二)捕食作用 (三)寄生和共生
* 协同进化
* 寄生
* 偏利共生
* 互利共生
群落生态学
* 保存完整的群落很有用
* 重新恢复荒芜地区的种群
* 确定大多数重要物种的保存方法
* 遭到干扰后，预测出群落怎样能得到恢复
* 预测对于干扰群落的恢复能力
* 确定目前需要保护物种的数量和能够在哪儿保存
第四章 群落生态学
* 生物群落的组成与结构
* 生物群落的动态
* 生物群落的分类与排序
* 地球上主要群落类型及其分布
第一节生物群落的组成与结构
* §1生物群落的基本概念
* §2群落种类组成
* §3群落的外貌和结构
* §4影响群落结构的因素
§1生物群落的基本概念
一、生物群落的定义
* 群落(community):在相同时间聚集在同一地段上的各物种种群的集合。包括栖息在同一地域中的动物、植物和微生物。
* 不是杂乱无章地堆积在一起，而是在一定的生境下相互作用地有规律地生长在一起，并与环境发生一定的相互作用，共同组成一个统一体。
二、群落的基本特征
二、群落的基本特征
* 4、具有一定的结构：形态结构、生态结构、营养结构。
* 5、一定的动态特征:季节动态、年际动态、演替与演化。
* 6、一定的分布范围：特定的地段或特定的生境。
* 7、群落的边界特征：或明确或不明确的边界。
* 8、不同物种在群落中作用不同
三、群落的性质
* 机体论学派(organismic school)
* 群落是客观存在的实体，是一个有组织的生物系统，像有机体与种群那样，被称为机体论学派。
*
* 个体论学派(individualistic school)
群落是生态学家为了便于研究，从一个连续变化着的植被连续体中人为确定的一组物种的组合，被称为个体论学派。
§2群落的种类组成
* 一、种类组成性质分析
* 最小表现面积：指基本上能够表现出某群落类型植物种类的最小面积称为最小表现面积。
* 群落结构的复杂程度和群落最小面积的大小是一种正比关系。
一、种类组成性质分析
* 法国生态工作者用标准化了的巢式样方研究世界各地不同草本植被类型的种类数目特征，所用的样方面积最初为1/64㎡，以后成倍加大。他们把每含样地总种84%的面积做为群落的最小面积。
一、种类组成性质分析
* 优势种和建群种: 对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的物种称为优势种(dominant species)；优势层的优势种称建群种(constructive species)。
* 亚优势种(subdominant species): 指个体数量与作用都次于优势种,但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的物种。
Leymus chinensis rangeland type
Stipa baicalensis rangeland type
Stipa baicalensis+Leymus chinensis rangeland type
一、种类组成性质分析
* 伴生种(companion species)：为群落的常见物种，它与优势种相伴存在，但不起主要作用。
* 偶见种或罕见种(rare species)：是那些在群落中出现频率很低的种类。
一、种类组成性质分析
二、种类组成的数量特征
* 多度：是目测估计指标，对物种个体数目多少的一种估测指标。
二、种类组成的数量特征
* 密度：单位面积或单位空间内的个体数。 D=N/S
* 相对密度：某一物种的个体数点全部物种个体数的百分比。
* 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：指植物地上部分的垂直投影面积占样地面积的百分比。分种盖度(分盖度)、总盖度(群落盖度)
* 基盖度：植物基部的覆盖面积。
* 相对盖度：某一物种的分盖度占所有分盖度之和的百分比。
* 盖度比：某一物种的盖度占最大物种的盖度的百分比。
二、种类组成的数量特征
* 频度：某个物种在调查范围内出现的频率。频度=某种出现的样方数/样方总数×100%
二、种类组成的数量特征
* 高度：自然高度和绝对高度。
* 重量和相对重量：单位面积或容积内某一物种的重量占全部物种重量的百分比。
* 在草原群落中分鲜重与干重
* 密度、盖度、高度、频度、生物量称为群落的四度一量。
* 注意相对指标与指标比的差异
二、种类组成的数量特征
* 优势度与综合优势比
* 优势度：表示一个种在群落中的地位和作用。定义和计算方法不统一。
* 日本学者提出综合数量指标。包括两个因素，三因素，四因素和五因素，即在密度比，盖度比，频度比高度比和重量比这五项指标中任意取，求平均值。如SDR2=(密度比 +盖度比)/2×100%
二、种类组成的数量特征
* 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。
* 重要值=相对密度+相对频度+相对盖度/3
三、种的多样性
* 生物多样性：指生物中的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性，它包括植物、动物、微生物的所用种及其组成的群落和生态系统。
* 三个层次：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。
物种多样测度-丰富度指数
* Gleason指数
* Margalef指数
物种多样测度-多样性指数
* 辛普生多样性指数(Simpson's diversity index)
物种多样测度--物种均匀性指数
* 均匀度
物种多样性类型
* α 多样性 ：栖息地或群落中的物种多样x性，测度群落内的物种多样性。
* β 多样性 ： 测度区域尺度上物种组成沿着某个梯度方向从一个群落到另一个群落的变化率。
* γ 多样性：测度最大地理尺度上的多样性，体现一个地区或许多地区内穿过一系列群落的物种多样性总和。
§3群落的外貌和结构
* 一、群落的结构单元
* 生活型
* 层片
层片
* 层片的概念
* 是群落的结构单元，具有一定的生态生物学一致性和一定小环境的种类组合。
* 分三级：第一级层片是同种的个体组合；第二级层片是同一生活型的不同植物的组合；第三级层片是不同生活不同种类植物的组合。
* 层片的层的区别
* 由于一个层的类型可由若干生活型的植物所组成，因此，层片的范围比层的窄。
二、群落的外貌和季相
* 群落的外貌决定于群落的优势的生活型和层片结构。
* 季相:随着气候季节性交替，群落呈现不同的外貌，这就是季相。
* 与环境因子的季节节律有关
三、群落的垂直结构
* 群落的垂直结构主要指成层现象
* 陆地群落的分层与光的利用有关，群落层次主要是由植物生活型所决定。
* 陆地动物群落的分层主要与食物有关，其次与不同层次的微气候条件有关。
四、群落的水平结构
* 植物群落的水平结构的主要特征就是镶嵌性。
* 镶嵌性：植物个体在水平方向上的分布不均匀造成的小群落斑块相间的现象。
* 气候影响：微气候、径流
* 土壤影响：营养物质、土壤质地、地形特点
* 植物影响：他感作用、遮荫作用、繁殖特点
* 动物影响：喜食情况、种子散布、食物贮藏、排泄物、践踏、挖洞
五、群落交错区与边缘效应
* 群落交错区(ecotone)(生态交错区或生态过渡带)：两个或多个群落之间的过渡区域。
* 边缘效应(edge effect)：群落交错区的生物种类和种群密度增加的现象称边缘效应。
* 边缘效应产生的原因：
* 在群落交错区往往包含两个重叠群落中所有的一些种以及交错区的特有种；
* 群落交错区的环境比较复杂，两类群落中的生物能够通过迁移而交流，能为不同生态类型植物定居，从而为更多的动物提供食物、营巢地隐蔽条件。
五、群落交错区与边缘效应
* 边缘效应原理的实践意义
* 利用群落交错区的边缘效应增加边缘长度和交错区面积，提高野生动物的产量。
* 人类活动而形成的交错区有的有利，有的是不利的。
§4影响群落结构的因素
* 1、影响群落结构的因素有哪些？
* 2、简述抽彩式竞争发生的条件？
* 3、中度干扰假说和理由？
* 4、干扰理论在生态管理中有何现实意义？
* 5、岛屿生态理论对自然保护区的指导意义？
§4影响群落结构的因素
* 生物因素
* 干扰
* 空间异质性
* 岛屿化
生物因素-竞争
* 竞争对群落结构的影响
* 资源利用 →生态位重叠→竞争 →生态位分化 →性状替代、特化→共存
* 竞争 →排斥
生物因素-捕食
* 捕食对群落结构的影响
* 泛化种的作用：捕食提高多样性、过捕多样性降低
* 特化种的作用：捕食对象为优势种，多样性增加；捕食对象为劣势种，降低多样性。
生物因素-捕食
* 关键种(Keystone species) :
生物群落中，处于较高营养级的少数物种，其取食活动对群落的结构产生巨大的影响，称关键种。关键种可以是顶极捕食者，也可以是那些去除后对群落结构产生重大影响的物种。
干扰：平静的中断，对正常过程的打扰和妨碍。
* 干扰的意义
* 中度干扰假说(T.W.Connell):
中等程度的干扰水平能维持高多样性。
抽彩式竞争发生的条件
* 群落中有许多入侵断层能力相等和耐受断层中物理环境能力相等的物种。
* 这些物种中任何一种在生活史过程中能阻止后入侵的其他物种的再入侵。
干扰理论与生态管理
* 干扰理论与生态管理
干扰可以增加群落的物种丰富度。因为干扰使许多竞争力强的物种占据不了优势，其他物种乘机侵入。 如果要保护自然界的生物多样性，就不要简单地去阻止干扰。实际上，干扰可能是产生多样性的最有力手段之一。这种思想在自然保护、森林和野生动物管理等方面有重要意义。
空间异质性
岛屿化
* 广义而言，湖泊受陆地包围、热带地区山的顶部、成片岩石和一类植被中的另一类土壤和植被斑块都可视为岛。......（后略) ......
第三章种群生态学
* 第一节种群的概念
* 第二节种群动态
* 第三节 种群调节及集合种群
* 第四节 生活史对策(生态对策)
* 第五节种内与种间关系
第四节 生活史对策(生态对策)
* 繁殖对策
* 1.r- 选择与K-选择
* r-选择：有利于增大内禀增长率的选择
* r对策种群
* K-选择：有利于增加竞争能力的选择。
* k对策种群
二、种间关系
* 有竞争、捕食、寄生和互利共生
* (一)种间竞争
1、高斯假说
2、 Lotka-Volterra种间竞争模型
竞争方程建立在逻辑斯谛方程的基础上.
dN1/dt=r1N1(k1-N1- α12N2)/k1
dN2/dt=r2N2(k2-N2- α21N1)/k2
k1、k2:两竞争物种的环境负荷
α12: 物种2的竞争系数,2对1的竞争抑制作用;
α21: 物种1的竞争系数,1对2的竞争抑制作用.
2、 Lotka-Volterra种间竞争模型
dN1/dt=r1N1(k1-N1- α12N2)/k1
dN2/dt=r2N2(k2-N2- α21N1)/k2
dN1/dt=0N1＝K1 - α12 N2
* N1 = 0 , N2 = K1 /α12
* N1 = K1 , N2 = 0
* dN2/dt=0N2＝K2 - α21 N1
* N2 = 0 , N1 = K2 /α21
* N2 = K2, N1 = 0
2、 Lotka-Volterra种间竞争模型
2、 Lotka-Volterra种间竞争模型
不稳定共存
* K1 > K2 /α21,K2> K1/α12
* N2和N1出现不稳定的平衡点
稳定的共存
* K1 < K2 /α21,K2< K1/α12
* N2和N1被出现稳定的平衡点
3、生态位理论
* 生态位(niche)是物种在生物群落或生态系统中的地位和作用。
* 空间生态位(spatial niche)。
* 营养生态位(trophic niche).
* 多维生态位空间
* 基础生态位(fundamental niche)和实际生态位(realized niche)：
生态位分化
(二)捕食作用 (三)寄生和共生
* 协同进化
* 寄生
* 偏利共生
* 互利共生
群落生态学
* 保存完整的群落很有用
* 重新恢复荒芜地区的种群
* 确定大多数重要物种的保存方法
* 遭到干扰后，预测出群落怎样能得到恢复
* 预测对于干扰群落的恢复能力
* 确定目前需要保护物种的数量和能够在哪儿保存
第四章 群落生态学
* 生物群落的组成与结构
* 生物群落的动态
* 生物群落的分类与排序
* 地球上主要群落类型及其分布
第一节生物群落的组成与结构
* §1生物群落的基本概念
* §2群落种类组成
* §3群落的外貌和结构
* §4影响群落结构的因素
§1生物群落的基本概念
一、生物群落的定义
* 群落(community):在相同时间聚集在同一地段上的各物种种群的集合。包括栖息在同一地域中的动物、植物和微生物。
* 不是杂乱无章地堆积在一起，而是在一定的生境下相互作用地有规律地生长在一起，并与环境发生一定的相互作用，共同组成一个统一体。
二、群落的基本特征
二、群落的基本特征
* 4、具有一定的结构：形态结构、生态结构、营养结构。
* 5、一定的动态特征:季节动态、年际动态、演替与演化。
* 6、一定的分布范围：特定的地段或特定的生境。
* 7、群落的边界特征：或明确或不明确的边界。
* 8、不同物种在群落中作用不同
三、群落的性质
* 机体论学派(organismic school)
* 群落是客观存在的实体，是一个有组织的生物系统，像有机体与种群那样，被称为机体论学派。
*
* 个体论学派(individualistic school)
群落是生态学家为了便于研究，从一个连续变化着的植被连续体中人为确定的一组物种的组合，被称为个体论学派。
§2群落的种类组成
* 一、种类组成性质分析
* 最小表现面积：指基本上能够表现出某群落类型植物种类的最小面积称为最小表现面积。
* 群落结构的复杂程度和群落最小面积的大小是一种正比关系。
一、种类组成性质分析
* 法国生态工作者用标准化了的巢式样方研究世界各地不同草本植被类型的种类数目特征，所用的样方面积最初为1/64㎡，以后成倍加大。他们把每含样地总种84%的面积做为群落的最小面积。
一、种类组成性质分析
* 优势种和建群种: 对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的物种称为优势种(dominant species)；优势层的优势种称建群种(constructive species)。
* 亚优势种(subdominant species): 指个体数量与作用都次于优势种,但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的物种。
Leymus chinensis rangeland type
Stipa baicalensis rangeland type
Stipa baicalensis+Leymus chinensis rangeland type
一、种类组成性质分析
* 伴生种(companion species)：为群落的常见物种，它与优势种相伴存在，但不起主要作用。
* 偶见种或罕见种(rare species)：是那些在群落中出现频率很低的种类。
一、种类组成性质分析
二、种类组成的数量特征
* 多度：是目测估计指标，对物种个体数目多少的一种估测指标。
二、种类组成的数量特征
* 密度：单位面积或单位空间内的个体数。 D=N/S
* 相对密度：某一物种的个体数点全部物种个体数的百分比。
* 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：指植物地上部分的垂直投影面积占样地面积的百分比。分种盖度(分盖度)、总盖度(群落盖度)
* 基盖度：植物基部的覆盖面积。
* 相对盖度：某一物种的分盖度占所有分盖度之和的百分比。
* 盖度比：某一物种的盖度占最大物种的盖度的百分比。
二、种类组成的数量特征
* 频度：某个物种在调查范围内出现的频率。频度=某种出现的样方数/样方总数×100%
二、种类组成的数量特征
* 高度：自然高度和绝对高度。
* 重量和相对重量：单位面积或容积内某一物种的重量占全部物种重量的百分比。
* 在草原群落中分鲜重与干重
* 密度、盖度、高度、频度、生物量称为群落的四度一量。
* 注意相对指标与指标比的差异
二、种类组成的数量特征
* 优势度与综合优势比
* 优势度：表示一个种在群落中的地位和作用。定义和计算方法不统一。
* 日本学者提出综合数量指标。包括两个因素，三因素，四因素和五因素，即在密度比，盖度比，频度比高度比和重量比这五项指标中任意取，求平均值。如SDR2=(密度比 +盖度比)/2×100%
二、种类组成的数量特征
* 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。
* 重要值=相对密度+相对频度+相对盖度/3
三、种的多样性
* 生物多样性：指生物中的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性，它包括植物、动物、微生物的所用种及其组成的群落和生态系统。
* 三个层次：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。
物种多样测度-丰富度指数
* Gleason指数
* Margalef指数
物种多样测度-多样性指数
* 辛普生多样性指数(Simpson's diversity index)
物种多样测度--物种均匀性指数
* 均匀度
物种多样性类型
* α 多样性 ：栖息地或群落中的物种多样x性，测度群落内的物种多样性。
* β 多样性 ： 测度区域尺度上物种组成沿着某个梯度方向从一个群落到另一个群落的变化率。
* γ 多样性：测度最大地理尺度上的多样性，体现一个地区或许多地区内穿过一系列群落的物种多样性总和。
§3群落的外貌和结构
* 一、群落的结构单元
* 生活型
* 层片
层片
* 层片的概念
* 是群落的结构单元，具有一定的生态生物学一致性和一定小环境的种类组合。
* 分三级：第一级层片是同种的个体组合；第二级层片是同一生活型的不同植物的组合；第三级层片是不同生活不同种类植物的组合。
* 层片的层的区别
* 由于一个层的类型可由若干生活型的植物所组成，因此，层片的范围比层的窄。
二、群落的外貌和季相
* 群落的外貌决定于群落的优势的生活型和层片结构。
* 季相:随着气候季节性交替，群落呈现不同的外貌，这就是季相。
* 与环境因子的季节节律有关
三、群落的垂直结构
* 群落的垂直结构主要指成层现象
* 陆地群落的分层与光的利用有关，群落层次主要是由植物生活型所决定。
* 陆地动物群落的分层主要与食物有关，其次与不同层次的微气候条件有关。
四、群落的水平结构
* 植物群落的水平结构的主要特征就是镶嵌性。
* 镶嵌性：植物个体在水平方向上的分布不均匀造成的小群落斑块相间的现象。
* 气候影响：微气候、径流
* 土壤影响：营养物质、土壤质地、地形特点
* 植物影响：他感作用、遮荫作用、繁殖特点
* 动物影响：喜食情况、种子散布、食物贮藏、排泄物、践踏、挖洞
五、群落交错区与边缘效应
* 群落交错区(ecotone)(生态交错区或生态过渡带)：两个或多个群落之间的过渡区域。
* 边缘效应(edge effect)：群落交错区的生物种类和种群密度增加的现象称边缘效应。
* 边缘效应产生的原因：
* 在群落交错区往往包含两个重叠群落中所有的一些种以及交错区的特有种；
* 群落交错区的环境比较复杂，两类群落中的生物能够通过迁移而交流，能为不同生态类型植物定居，从而为更多的动物提供食物、营巢地隐蔽条件。
五、群落交错区与边缘效应
* 边缘效应原理的实践意义
* 利用群落交错区的边缘效应增加边缘长度和交错区面积，提高野生动物的产量。
* 人类活动而形成的交错区有的有利，有的是不利的。
§4影响群落结构的因素
* 1、影响群落结构的因素有哪些？
* 2、简述抽彩式竞争发生的条件？
* 3、中度干扰假说和理由？
* 4、干扰理论在生态管理中有何现实意义？
* 5、岛屿生态理论对自然保护区的指导意义？
§4影响群落结构的因素
* 生物因素
* 干扰
* 空间异质性
* 岛屿化
生物因素-竞争
* 竞争对群落结构的影响
* 资源利用 →生态位重叠→竞争 →生态位分化 →性状替代、特化→共存
* 竞争 →排斥
生物因素-捕食
* 捕食对群落结构的影响
* 泛化种的作用：捕食提高多样性、过捕多样性降低
* 特化种的作用：捕食对象为优势种，多样性增加；捕食对象为劣势种，降低多样性。
生物因素-捕食
* 关键种(Keystone species) :
生物群落中，处于较高营养级的少数物种，其取食活动对群落的结构产生巨大的影响，称关键种。关键种可以是顶极捕食者，也可以是那些去除后对群落结构产生重大影响的物种。
干扰：平静的中断，对正常过程的打扰和妨碍。
* 干扰的意义
* 中度干扰假说(T.W.Connell):
中等程度的干扰水平能维持高多样性。
抽彩式竞争发生的条件
* 群落中有许多入侵断层能力相等和耐受断层中物理环境能力相等的物种。
* 这些物种中任何一种在生活史过程中能阻止后入侵的其他物种的再入侵。
干扰理论与生态管理
* 干扰理论与生态管理
干扰可以增加群落的物种丰富度。因为干扰使许多竞争力强的物种占据不了优势，其他物种乘机侵入。 如果要保护自然界的生物多样性，就不要简单地去阻止干扰。实际上，干扰可能是产生多样性的最有力手段之一。这种思想在自然保护、森林和野生动物管理等方面有重要意义。
空间异质性
岛屿化
* 广义而言，湖泊受陆地包围、热带地区山的顶部、成片岩石和一类植被中的另一类土壤和植被斑块都可视为岛。......（后略) ......
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