群落生态
考点1生物群落的种类组成
在自然界中,任何一个生物群落总是由一定数量的植物种类和动物种类组成。植物 种类成分是形成群落的基础,不同的群落有不同的种类组成。某些生物种总是以一定的 概率共生在一起,其中植物部分可划分为建群种、优势种、亚优势种和附属种。每个群落 有其特有的物种多样性、优势度和相对丰度,这些特征取决于群落结构的复杂程度及生态 条件的优劣。一般来说,环境条件越优越,群落的结构越复杂,组成群落的高等、大型的动 植物种类越多;群落发育的时间越长,生物种类越多。
考点2生物群落的结构特征
群落中生物的空间分布总是按照最能充分利用非生物环境提供的各种生存条件的原 则来进行的,各物种的分布关系是建立在竞争的基础之上的,主要的结构特征决定优势种 植物。
所以生物群落具有一定的空间结构(成层现象)和时间结构(物候期),比如所有的森 林群落都有自养层及异养层两个基本的层次,植物有垂直分层现象,动物也占据不同高度 的空间,海洋中的鱼也是分层的。此外,群落的水平结构表现为不同种群或群落在平面的 不同分布及其镶嵌方面,形成不同的景观。
考点3生物群落的动态特征
生物群落随时间和空间的变化而变化,并在不断地变化中发展。同时群落也会随空 间环境梯度的变化而变化。生物群落变化的基本形式有季节变化、年际变化、演替与 演化。
考点4群落种类组成的地位和作用分析
- 优势种
优势种一般指群落中主要层优势度最大或较大的种,是对群落的结构和群落环境形 成起主导作用的物种,通常盖度大、数量多,决定群落的外貌结构和内部环境特点,并对小 气候、土壤剖面和其他生物施以最大影响。一个群落中的优势种可能是一个或几个•据此 可将群落划分为单优势种群落和多优势种群落。
- 建群种
生物群落中的优势层的优势种起着构建群落的作用,常被称为建群种,如森林群落中 的乔木层、灌木层、草本层和地被层分别存在着各自的优势种,其中乔木层的优势种,即为 建群种。建群种是群落的建造者,往往是主要层次的优势种,但随着时间推移和群落演替 发生。根据群落中优势种或建群种的数目,可将群落分为两类:
(1) 单优种群落或单建群种群落:群落中的优势种或建群种只有一个。林学中称为 纯林。
(2) 多优种群落或共建群种群落:具有两个或两个以上的优势种或建群种。林学中称 为混交林。
热带森林,几乎全是共建种群落,北方森林和草原,则多为单优种群落。优势种并不 一定是建群种。
- 亚优势种与伴生种
亚优势种是指个体数量、盖度及作用虽都仅次于优势种,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。它们常居于群落下层,如大针茅草原中的小半灌木 冷蒿。
伴生种在群落中时常出现,与优势种伴存,不起主要作用,对群落的作用和影响不大 的非优势种。优势度较小的物种,有时又称附属种。它们经常相当稳定地与优势种相伴 而生。有些伴生种生态幅较宽,常见于多种群落内;而有些生态幅较窄并仅限于某一群落 或生境中,成为该群落的指示种。
- 偶见种
偶见种,也称罕见种,是指在某一植物群落中非常罕见和偶然出现的植物种类。在群 落中出现的频率很低,个体数量也十分稀少。偶见种可能是由于环境的改变偶然侵入的 种群,或群落中衰退的残遗种群。这些物种容易灭绝,应加强保护。偶见种也可以说是根 据物种多度和群集性,对特定空间范围内群落或区系的组成物种予以评级,虽然在其所在 群落或区系内是少见的,但在该群落或区系之外是有一定多度的物种。有些偶见种的出 现具有生态指示意义。残留种对于揭示气候环境的长期变化具有重大价值。
考点■ 5顶极群落的特征
(1) 顶极群落是一个在系统内部和外部、生物与非生物环境之间达到平衡的稳定 系统。
(2) 顶极群落的结构和物种组成已相对恒定。
(3) 顶极群落中有机物质的年生产量与群落的消耗量和输出量平衡,没有生产量的净 积累。
(4) 若无外来干扰,顶极群落可以自我延续地存在下去。
考点6生物群落组成的数最特征
- 多度
多度是指物种个体数量的多少,由此可分析群落中种间个体数量的对比关系,是一个 数量上的比率。多度是表示一个种在群落中的个体数量。多度可以是个体的绝对数量, 也可以用各物种的个体在群落中的比率,即相对多度来表示。
确定多度的方法主要有:
(1) 记名计数法,即在一定面积的样地中直接计数各种群的个体数目,然后计算出其 个体数目的比例,如乔木、灌木和丛生草本一般以植株或株丛计数。
(2) 目测估计法,即预先确定多度等级来估计单位面积上个体的多少,一般在植物个 体数量大而体形小的群落(如灌木、草本群落)或在概略性的踏察中采用。多度的计数对 象,一般指个体植株,有时也指萌条(如灌木、丛生禾草等)。严格来讲,多度应该是限于用 作植物个体数量的估计指标。它的优点是迅速,不受样地大小限制,宜用于一般性的植被 概查。
- 密度
密度是指单位面积上的生物个体数,用公式表示:
d(密度)=N(样地内某种生物的个体数)/S(样地面积)
必须指出的是,在多个种类所组成的群落中,按种类计算每株所占面积,比所有植株 平均所占面积要大得多,而且个体数量愈少的种,计算所得的值愈大。这是因为所求得的 值只是在假定别的种类都不存在的情况下才获得的。由此可见,在群落内分别求算各个 种的密度,其实际意义不大。重要的是计算全部个体(不分种)的密度和平均面积。在此 基础上可以推算出个体间的距离:
L=摭-。
上式中,L为平均株距,D为树木的平均胸径。
- 盖度
盖度是指植物地上部分的垂直投影面积占样地面积的比率。
多度和密度都不能完全说明各种植物在群落中的作用,因为有些植物个体数量虽然 不多,但个体大,荫蔽的地面大,显然是群落中的重要种。此时,只有用盖度才能说明该种 植物在群落中的真实作用。
盖度的类型:
- 投影盖度,即通常所说的盖度,植物枝叶所覆盖的土地面积占样地面积的百分比, 通常称为盖度,可以简单地用概括的数字来表示,分为1〜5级。
- 基部盖度,即植物基部着生的面积或覆盖面积占样地面积的百分比。
按下列公式分别计算某种植物的盖度系数:
盖度系数=、该种植物某一盖度级的出现次数X该盖度级的平均数/被统计的样地 总数X100%
把该种植物在不同样地中的各级盖度系数相加,即得其总盖度。
- 频度
频度是指某个物种在调查范围内出现的频率,即指某物种在样本(样方、样带及其他 取样单位)总体中的出现率。以公式表示:
频度=某物种出现的样本数/样本总数X100%
- 优势度
优势度是确定一个生物种在群落中地位与作用或生态重要性的指数。优势度大的种 就是群落中的优势种。但优势度的具体定义和计算方法,意见不一。一般来说,优势种在 与其环境和与其他种类的关系中达到了生态上的高度成功。群落内的优势种植物决定着 群落内较大范围的生境条件,这种条件是与之相结合的其他物种生长所必需的。
- 重要值
重要值是某个种在群落中的地位和作用的综合数量指标。由于它简单、明确,所以近 年来得到普遍采用。在森林群落中,Curtis等人于1951年提出用重要值来表示每一树种 的相对重要性:
重要值=相对密度+相对频度+相对优势度
重要值越大的种,在群落结构中就越重要。
考点7多样性的概念
生物多样性有两种比较科学的定义:
- 多样性是指某一地区特定时间内,生态复合体、物种和基因的集合,以及它们之间 的相互作用。
- 多样性是指不同层次、不同等级水平的生命系统,生命与非生命复合体,生物类群 以及与此相关的各生态过程的总和。包括动物、植物、微生物以及它们所拥有的基因、所 形成的群落和所产生的各种生态现象。
物种多样性起初指的是群落中物种的数目和每一物种的个体数目。其后的生态学家们有时也用别的特性如生物量、现存量、重要值说明物种多样性。归纳起来,物种多样性 是指物种水平上的生物多样性,是从分类学、系统学和生物地球学角度研究一定区域内物 种的状况。物种多样性的现状(包括受威胁现状)、形成及维持等是其研究的主要内容。
考点8群落的空冋结构
群落的水平结构是指群落在水平方向上的配置状况或水平分布格局,也称作群落的 二维结构。种群在群落中的水平分布格局主要有群落的镶嵌性、复合体和群落交错区等 几种情形;垂直结构主要有成层现象和层片。
导致形成这种状况的主要原因可以概括为四个方面:
(1) 亲代的扩散分布习性。例如,以风力传播种子的植物分布一般较为广泛,而种子 质量较重或明显地依靠无性繁殖的植物,则在母株周围呈群聚状。
(2) 环境的异质性。土壤的性质、结构和水分条件影响着植物的分布。一种明显的水 平成层性是成带现象,这主要是由于气候或土壤条件的不同引起的。这些条件妨碍或阻 止根生植被的发展。动物种群因自身的生物学适应范围.随着生境布局而有相应的水平 分布格局。
(3) 种间相互关系的作用。植食性动物明显依赖它所取食植物的分布,处在同一营养 级的动物常因竞争食物而互相排斥。植物与植物之间、植物与动物之间,同样也有这类互 相吸引和互相排斥的关系。互相吸引而趋向于同时出现时,称正关联关系,排斥时则称负 关联关系。
(4) 干扰和竞争。包括镶嵌、群落交错区和成层现象。
考点:9生活型的定义和类型
生活型是指不同种的生物,由于长期生存在相同的自然生态条件和人为培育条件下, 发生趋同适应,并经自然选择和人工选择形成的,具有类似的形态、生理、生态特性的物种 类群。
生活型着重从形态外貌上进行区分,是种以上的分类单位。例如,在热带森林中,有 很多具有柱状茎和板状根的常绿本植物属于同一生活型,但分属不同的科。
常用的植物生活型的分类方法采用的是饶基耶尔的分类系统,其分类如下:
(1) 休眠型。
(2) 繁殖型。
(3) 生长型。
也有把植物生活型按下述方法分类的:
(1) 浮游植物:大气浮游植物;水中浮游植物;冰雪浮游植物。
(2) ±壤微生物:好气性微生物;嫌气性微生物。
(3) 内生植物:石内植物(地衣、藻类、菌类);植物体内植物;动物体内植物。
(4) 一年生植物。
别,杂食性动物尤为如此,它们可能既吃植物(充当初级消费者),又吃各种食草动物(充当 次级消费者),有的生物所充当的消费者级别还会随季节而变化。
考点5分解者
分解者又称还原者,它们是一类异养生物,以各种细菌和真菌为主,也包含蛻螂、蚯蚓 等腐生动物。
分解者可以将生态系统中的各种无生命的复杂有机质(尸体、粪便等)分解成水、二氧 化碳、铉盐等可以被生产者重新利用的物质,完成物质的循环。因此,分解者、生产者与无 机环境就可以构成一个简单的生态系统。分解者是生态系统的必要成分,是连接生物群 落和无机环境的桥梁。
一个生态系统只需生产者和分解者就可以维持运作,数量众多的消费者在生态系统 中起加快能量流动和物质循环的作用,可以看成是一种催化剂。
考点6生态系统的垂直层次结构
生态系统的垂直层次结构,一般可分为以下三个大层次。
(1) ±层,即自养层绿色带,主要包括植物的茎叶部分。这一层以光能固定、简单无机 物的利用和复杂有机物的合成为主要过程。
(2) 中层,即异养层动物带,主要包括草食动物、肉食动物和昆虫等。这一层以活的有 机体的消费与转化为主要过程。
(3) 下层,即异养层棕色带,包括土壤、沉积物、根、腐烂有机物、土壤微生物等。这一 层以复杂有机物的分解、利用、重组合为主要过程。
考点7生态系统的水平结构
生态系统二维空间的水平结构,主要表现在种群的水平配置格局,即分布状况和多 度,可分为以下三种状况。
(1) 均匀分布。生物种群的分布是均匀的,在二维平面空间上各占有一定的面积。这 种格局在自然生态系统中一般比较少见。
(2) 团块分布。生物种群在平面空间内间断地成群分布,因而形成簇生团块状(植物) 或大小不同的集群(动物),如盐碱地上的碱蓬,随着土壤碱斑而成团块状分布。
(3) 随机分布。种群在二维空间分布上彼此独立,生物个体之间有一定的距离,但分 布不规则,这是生态系统平面结构主要格局。
生态系统的平面结构还表现在不同类型或不同结构方式的生态系统镶嵌在一起,表 现出丰富多彩的秀丽景观。特别是在农业生态系统中,由于人工控制生物种群分布格局 的关系,呈现出更加复杂的镶嵌结构,将大地装扮得更加美丽多姿。
考点8初级生产
初级生产是指植物性生产,它是生态系统中第一次能量固定。植物所固定的太阳能
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