《群落的结构》课件

群落的结构探索生物群落的复杂结构了解其中复杂的相互关系和相互依存通过不同角度,和层面深入分析群落的结构特点全面认识生态系统的运行机制,什么是群落生物聚集体相互关系群落指在一定空间中相互作用的群落中的各种生物种群之间存在种群的集合体它们通常居住在着复杂的养分循环、能量流动和同一个生态系统中生态位分割等相互关系动态变化群落是一个动态的生态系统会随着环境条件的改变和种群内部的相互作用,而不断发生变化群落的特征高饱和度生物量累积垂直分层群落中的生物种类数量多不同物种之间相随着群落的建立和演替生物量不断累积整群落中的生物种类会根据光照、温度等环境,,,互依赖形成了一个高度饱和的生态系统个群落的生产力也不断提高因子在垂直方向上形成分层的结构,群落的构成生物成分非生物成分群落主要由生产者、消费者和分解者三大类生物成分组成生产群落的非生物成分包括基质、水分、温度、光照、风等环境因者是自养生物如植物和藻类负责产生有机物质消费者是异养生子这些非生物因子为生物提供生存条件并影响生物的数量、分,,,物如动物依赖摄取其他生物获取有机营养分解者是微生物如布和活动,,,细菌和真菌分解死亡物质释放养分,群落的垂直结构群落具有明显的垂直分层从地面到冠层分为各种不同高度的层次这些层次根,据植物的生长习性、生命形式及其对环境因子的响应而形成垂直结构的分层能增加群落内的光照、温湿度等资源利用促进植物多样性的维,持提高群落的生产力和稳定性,群落的水平结构群落不仅具有垂直结构也存在水平结构群落水平结构主要指群,落中不同种类的植物在水平方向上的分布特点水平结构反映了群落中物种组成的空间分布格局展现了物种在群,落中的聚集程度群落物种可能呈现均匀分布、斑块状分布或带状分布等不同的空间格局群落的优势种什么是群落优势种？优势种的特征群落优势种是在群落中起主导作优势种具有较强的竞争力和耐受用、数量最多、生物量最大的种性，能在特定生境中获得最多的群它们对群落的结构和功能有资源和空间它们数量众多、生重要影响物量大、分布集中优势种的作用优势种的类型优势种主导群落的构建和演替群落中可以有一种或多种优势,影响着群落结构和功能的变化种常见的优势种类型包括乔木,它们为其他物种提供生存条件和优势种、草本优势种、浮游生物资源优势种等群落的优势种类型冠层优势种灌木层优势种在群落中占据最高层的大型植物如乔在灌木层占据主导地位的种群如杜鹃,,木层的橡树、落叶松等花、栀子花等草本层优势种苔藓层优势种在草本层占据主导的种群如狗尾草、在苔藓层占据主导的种群如泥炭苔、,,火炭母草等泰迪熊苔藓等群落的建植演替初级建植1初级建植群落由最早期的先锋种生物组成，逐步开始占据荒地或裸露地带次生建植2在初级建植的基础上，次生建植群落中出现更多物种，群落结构更加复杂演替终结3最终演替达到稳定的极相群落，物种组成基本不再发生明显变化群落的优势种更替优势种1在群落中数量和覆盖度最高的物种优势种更替2随着时间推移优势种的变化,演替阶段3优势种更替反映了群落演替的不同阶段群落的优势种会随着环境条件的变化而动态变迁优势种的更替反映了群落在演替过程中的不同发展阶段这种演替规律对理解群落的结构和功能具有重要意义群落的演替机理生态演替阶段先锋物种推动顶极群落稳定群落演替经历不同阶段从初级演替到次生先锋物种开创新环境为后续物种进入奠定群落在长期演变中最终趋向于一个稳定的顶,,演替最终形成稳定的顶极群落基础群落逐步演变极状态生态系统达到平衡,,,群落物种多样性30200K$100M全球物种价值拥有近个物种的植被群落地球上有超过个植物物种物种多样性对人类社会的贡献高达每年30200,000100亿美元群落物种多样性反映了一个生态系统的复杂性和稳定性丰富的物种构成意味着生态系统能够更好地适应环境变化提供更多的生态服务,保护物种多样性对维护整个地球生态圈至关重要物种多样性的重要性维护生态平衡保护遗传资源促进科学发展增强文化交流物种多样性是维护生态系统健不同物种携带丰富的遗传信息物种多样性研究为生物医药、丰富多样的生物文化资源为人康和平衡的基础一个丰富多和潜力是人类利用和改良的农业、环保等领域的科技创新类社会提供了精神文明建设的,样的生物圈能够提供更多的生重要资源库物种多样性的保提供了广阔的空间保护物种重要内容增强了人与自然的,态服务和自我调节能力护有利于遗传资源的可持续利多样性有利于科学技术的进和谐互动用步群落多样性的测度物种丰富度指数通过计算群落中物种数量来反映多S样性水平简单易行但不能反映个体相对丰度多样性指数综合考虑物种数量和个体相对丰Shannon-Wiener度，能更全面地反映群落多样性H常用于植物群落分析优势度指数用于衡量群落中优势物种的相对丰Simpson D度值越大表示群落受优势种主导程,度越高群落多样性的测度是了解生态系统健康状况的重要指标之一可以为后续的保护,管理提供参考依据影响群落多样性的因素环境因子人类活动如光照、温度、水分等环境条件过度开发利用、污染排放、生境的变化可以改变物种的生存和繁破坏等人为活动会导致物种减少衍，从而影响群落多样性和群落结构的改变生物因子时间因子物种之间的竞争、捕食、共生等群落在长期的演替过程中会发生生物交互作用会影响物种多样性物种更替和优势种变化，从而改和群落结构变群落多样性群落的生态位生态位的定义生态位的分类生态位的分割生态位是指一个物种在生态系统中所占据的生态位可分为基本生态位和实现生态位基当同域物种的生态位有重叠时通过竞争排,独特地位和功能它包括种间关系、营养级本生态位是物种在无竞争条件下所能利用的斥、时空分隔和营养分化等机制实现生态位别和所利用的资源等资源范围，实现生态位则受到其他物种竞争的分割和分化的限制生态位的定义与分类生态位的定义基础生态位12生态位是指物种在其所处的生态系统中所占据的独特地位和物种在没有竞争限制时可以利用的资源范围功能实现生态位生态位分类34在有竞争时物种实际利用的资源范围根据资源利用的不同可以分为食性生态位、空间生态位、,时间生态位等生态位的分割机理资源分割1物种利用不同的资源来避免竞争时间分割2物种在时间上错峰利用资源空间分割3物种在空间上分隔利用资源功能分割4物种通过不同的功能角色来利用资源通过上述四种分割机理物种可以有效地避免直接竞争在有限的生态资源中共存这些分割机制有助于提高群落的物种多样性增强群落的稳定性和,,,抗干扰能力协同起源与竞争排斥协同起源物种在漫长的进化过程中,可能会彼此互利共生,共同形成一个稳定的群落这种协同起源使得物种之间形成了密切的关系竞争排斥当两个物种在资源利用上出现重叠时,它们之间就会发生激烈的竞争这种竞争最终可能导致其中一个物种被排斥出群落生态位分割通过生态位的分割,不同的物种可以在同一个群落中找到属于自己的生存空间,从而避免激烈的竞争群落的营养结构食物链与食物网能量流动的特点12群落中有生产者、消费者和分能量沿着食物链从生产者流向解者三大营养类型通过食物链消费者最终大部分以热量形式,,和食物网传递能量和物质散失养分循环的途径群落的营养结构34养分通过生物地球化学循环在群落的营养结构反映了群落中生产者、消费者和分解者之间营养类型的比例及其相互关系,循环往复构成群落物质循环是群落结构的重要组成部分,食物链与食物网食物链食物链是由生产者、消费者和分解者组成的能量转移序列能量沿着食物链一级一级向上传递食物网食物网是由多个食物链相互连接而成的复杂的能量转移网络它更加真实地反映了生态系统中能量流动的复杂性营养层级在食物链和食物网中，生物被划分为不同的营养层级,包括生产者、初级消费者、次级消费者和最高消费者能量流动的特点单向流动渐逐减少能量在群落中是沿着食物链从一个营养级流向下一个营养级的能量在流动过程中会不断遗失很大一部分被用于生物体的新陈代,能量不会在群落中循环回到较低营养级谢活动最终以热量的形式散失到环境中,养分循环的途径碳循环磷循环碳在生物体和无机环境之间循环往复,植物通过光合作用将二氧化碳转化磷主要存在于岩石矿物中,通过风化和侵蚀进入水体和土壤,被生物吸收利为有机物质,动物呼吸时又释放二氧化碳用后又通过死亡分解返回无机形式123氮循环氮在大气圈、水圈和生物圈之间循环,包括氮固定、硝化、反硝化等过程微生物在其中扮演重要角色群落中的能量流动光合作用异养生物绿色植物通过光合作用将太阳能动物等异养生物通过摄食初级生转化为化学能成为群落中的初级产者获得能量在食物链中传递和,,生产者传递能量能量金字塔能量损失群落中能量以金字塔的形式自上能量在各营养级间传递过程中会而下流动每一个营养级的能量都有大量散失最终以热的形式从群,,小于下一个营养级落中流出群落中的养分循环养分循环的途径主要养分元素的循环生物地球化学循环养分在生态系统内通过各种生物过程不断循碳、氮和磷是生态系统中最重要的养分元生态系统中的生物、地质和化学过程共同作环流转这些过程包括光合作用、化学反素它们在群落中通过复杂的生物地球化学用推动着养分在不同圈层间的循环与平,,,应、分解和吸收等过程循环往复衡群落的生产力群落生产力的测度30M10M初级生产力次级生产力一个生态系统每年的总光合作用量消费者吸收的有机物总量5M15M呼吸作用净生产力生态系统耗费能量的总量生态系统新增加的有机物总量群落生产力可通过测定生态系统的初级生产力、次级生产力、呼吸作用等指标来评估初级生产力是一个生态系统每年的总光合作用量次级生产力是消费者吸收的有机,物总量呼吸作用是生态系统耗费能量的总量净生产力则是新增加的有机物总量,,影响群落生产力的因素气候条件土壤肥力12温度、降水和光照等气候因素直接影响植物生长和光合作用土壤中可利用的营养元素水平决定了植物的生长发育和生物效率量积累水分条件干扰因素34水分供给是影响植物生产力的关键因素之一，水分短缺会限人类活动、病虫害以及自然灾害等干扰会对群落生产力产生制光合作用不利影响群落稳定性的内涵生态平衡物种多样性群落稳定性指群落在外部干扰下群落中物种丰富度和均匀度越高,保持内部平衡和组织运行状态的群落越稳定抵御外界干扰的能力,能力也越强结构完整性抗干扰能力群落结构包括生产者、消费者和群落能在面临干扰时保持原有的分解者各营养级之间的联系越紧基本功能和结构是评判群落稳定,,密群落越稳定性的关键,群落稳定性的特点抗压能力物种多样性群落稳定性体现在对各种干扰和压力群落中物种的丰富性是维护稳定性的的抗御能力能够维持自身平衡状态基础多样性越高越有利于抵御外界威,,胁内部平衡演替趋势群落内各种机制和营养关系的相互制群落会经历一个逐步发展的演替过程,衡能维持生态系统的内部稳定最终趋向于一种相对稳定的状态,群落稳定性的评价基于结构的评价基于功能的评价基于恢复能力的评价基于抗干扰能力的评价分析群落的物种组成、多度分考察群落的生产力、物质循环评估群落在受到干扰后的恢复模拟或实验性地施加干扰观,布及群落优势种的变化情况和能量流动等生态功能，检验情况恢复迅速且完全的群落察群落结构和功能的变化程稳定性强的群落结构变化较其是否保持正常水平稳定性被认为较为稳定度变化小的群落被视为稳定小，表明良好的抗干扰能力强的群落生态功能相对稳定性强。