3群落生態(tài)學(xué)-基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)課件(存儲(chǔ)版)
【正文】 物種多樣性 ? 辛普森（ Simpson）多樣性指數(shù)： D=1Σ Pi2 ? 香農(nóng) — 威納（ ShannonWeiner）指數(shù)： H =Σ Pilog2Pi – 上二式中 Pi種的個(gè)體數(shù)占群落中總個(gè)體數(shù)的比例， Pi=Ni/N ? Pielou均勻度指數(shù)： E=H/Hmax Hmax為最大的物種多樣性指數(shù)， Hmax=Log2S 物種多樣性指數(shù) i=1 s i=1 s ? Simpson指數(shù)： – DA=0 – DB=1[(50/100)2+(50/100)2]= – Dc=1ΣP i2=1Σ(N i/N)2=1[(99/100)2+(1/100)2]=198 ? ShannonWiener指數(shù)： – HA=0 – HB=( + )= – HC=ΣN i/N log2 Ni/N= ( + log2)= ? Pielou均勻度指數(shù)： – Hmax=log2S=log22= – EA= H/Hmax=[( )+0]/log21=0 – EB=( + )/=69=1 – EC= 物種甲 物種乙 群落 A 100 0 群落 B 50 50 群落 C 99 1 多樣性指數(shù)計(jì)算 假設(shè)的森林群落的物種多樣性 群落 A Sp N Pi log2pi pilog2pi 1 21 2 1 3 1 4 1 5 1 Total 25 H=∑Pilog2Pi= E= H／ Hmax＝ 假設(shè)的森林群落的物種多樣性 群落 B Sp N Pi log2pi pilog2pi 1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 Total 25 H=∑Pilog2Pi= E= H／ Hmax＝ ? 緯度：隨緯度升高物種多樣性降低 ? 海拔：隨海拔升高物種多樣性降低 ? 水體 ：隨深度增加物種多樣性降低 ? 時(shí)間 – 在群落演替的早期，隨著演替的進(jìn)展，物種多樣性增加 – 在群落演替的后期，物種多樣性會(huì)降低 生物多樣性的垂直分布格局 (郭勤峰 , 1995) (a)安第斯山脈鳥(niǎo)類(lèi)種數(shù)隨海拔高度的變化 (b)美國(guó)亞利桑那某山植物種類(lèi)隨海拔高度的變化 100 50 10 20 Number of individuals( 100) Number of species 多毛類(lèi)、瓣鰓類(lèi)物種多樣性 熱帶淺水 深海 大陸架 北方淺水 北方河口灣 ? 進(jìn)化時(shí)間學(xué)說(shuō) ：熱帶群落比較古老，進(jìn)化時(shí)間較長(zhǎng)，并且在地質(zhì)年代中環(huán)境條件穩(wěn)定，很少遭受災(zāi)害性氣候變化，所以群落的多樣性較高。競(jìng)爭(zhēng)的減弱允許更多的被食者種的生存。如此相互促進(jìn)，使演替不斷向前發(fā)展 ? 外因性 (生態(tài) /動(dòng)態(tài) )演替：由于外界環(huán)境因素的作用所引起的群落變化。使土壤增厚，遮蔭，減少蒸發(fā)，土壤中真菌、細(xì)菌和小動(dòng)物增多 ? 灌木群落階段： 喜光的陽(yáng)性灌木出現(xiàn)，與高草混生形成 “ 高草灌木群落 ” ，以后灌木大量增加，形成優(yōu)勢(shì)灌木群落 ? 喬木群落階段： 陽(yáng)性喬木樹(shù)種生長(zhǎng)，逐漸形成森林，林下形成蔭蔽環(huán)境使耐蔭樹(shù)種定居，隨著耐蔭種的增加，陽(yáng)性樹(shù)種在林內(nèi)不能更新而逐漸從群落消失。先來(lái)的機(jī)會(huì)種在決定演替途徑上并不重要，任何物種都可能開(kāi)始演替，但有一些物種競(jìng)爭(zhēng)能力優(yōu)于其它種，因而它最后能在頂極群落中成為優(yōu)勢(shì)種。在該模型中沒(méi)有一個(gè)物種可以被認(rèn)為是競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勝者，而是決定于先到該地，所以演替往往是從短命種到長(zhǎng)命種，而不是由規(guī)律、可預(yù)測(cè)的物種替代。地下水位降低，大量地被物改變了土壤條件 水生演替系列 水生演替系列示意 ? 新成湖泊 ? 老年湖泊 ? 草甸與沼澤階段 ? 干燥平地上的群落演替階段 (頂極植被為常綠針葉林 ) ? 地衣植物階段： 殼狀地衣分泌有機(jī)酸腐蝕巖石表面，加上巖石風(fēng)化作用，殼狀地衣的一些殘?bào)w，逐漸形成一些極少量的土壤；葉狀地衣：可含蓄較多的水分，積聚更多的殘?bào)w，使土壤增加的更快些；葉狀地衣把巖石表面遮蓋部分，生長(zhǎng)枝狀地衣，生長(zhǎng)能力強(qiáng)，全部代替葉狀地衣 ? 苔蘚植物階段： 在干旱時(shí)進(jìn)入休眠，待到溫和多雨時(shí)，大量生長(zhǎng)。 MacArthur, 1961) ? 島嶼的種數(shù)－面積關(guān)系 ? MacArthur的平衡說(shuō) ? 島嶼和集合種群 ? 島嶼群落的進(jìn)化 ? 島嶼生態(tài)與自然保護(hù) ? 關(guān)系方程 S=CAZ (z=) lgS=lgC+Z(lgA) S,種數(shù) A，面積 ? 廣義的島嶼的概念 ? 島嶼效應(yīng) – 面積越大，種類(lèi)越多 島嶼的種數(shù)－面積關(guān)系 Galapagos群島陸地植物種數(shù)與島面積的關(guān)系 (Krebs, 1987) 加勒比地區(qū)兩棲和爬行動(dòng)物與島嶼面積的關(guān)系 澳大利亞沙漠泉湖中魚(yú)類(lèi)與泉湖面積的關(guān)系 北美大平原區(qū)分隔山地中哺乳動(dòng)物與棲息地面積的關(guān)系 ? 島嶼上物種數(shù)目是遷入和消失之間 動(dòng)態(tài)平衡 的結(jié)果 ? 不斷有物種滅亡，也不斷有同種或別種的遷入而補(bǔ)償滅亡的物種，島嶼上的物種數(shù)不隨時(shí)間而變化 ? 動(dòng)態(tài)平衡：滅亡種不斷被遷入的種所代替 ? 隨島距大陸的距離由近到遠(yuǎn)， 平衡點(diǎn) 的種數(shù)逐漸降低 ? 大島比小島能 “ 供養(yǎng) ” 更多的種 MacArthur的平衡說(shuō) ? 物種進(jìn)化較遷入快 ? 特有種多 ? 物種未飽和 島嶼群落的進(jìn)化 ? 保護(hù)區(qū)面積 – 面積越大，能能支持和供養(yǎng)的物種越多 ? 保護(hù)區(qū)的連片 – 所有小保護(hù)區(qū)物種相同時(shí)，大的保護(hù)區(qū)能支持更多的物種 – 保護(hù)大型動(dòng)物需較大面積的保護(hù)區(qū) – 空間異質(zhì)性豐富的區(qū)域，多個(gè)小保護(hù)區(qū)能保護(hù)更多的物種 – 多個(gè)小保護(hù)區(qū)有利于隔離傳染病 ? 保護(hù)區(qū)的廊道建設(shè) ? 保護(hù)區(qū)形狀 – 細(xì)長(zhǎng)的保護(hù)區(qū)有利于物種的交流和增加邊緣生境 島嶼生態(tài)與自然保護(hù) 不同形狀和設(shè)置方式 的保育區(qū)優(yōu)劣比較 圖中相對(duì)比的左右兩類(lèi)保育區(qū)的總面積均相同，以能夠提供 最大連通生境面積 和 最小面積周長(zhǎng)比 的保育區(qū)形狀為佳 n o R R a N和 O 一定， R大，物種多 N,O分別為平均的生態(tài)位寬度和重疊 R－資源范圍 一個(gè)物種豐富度的簡(jiǎn)單模型 R一定， N小，物種多 b N,O分別為平均的生態(tài)位寬度和重疊 R－資源范圍 n o R R 一個(gè)物種豐富度的簡(jiǎn)單模型 c R一定， O大，物種多 n o R N,O分別為平均的生態(tài)位寬度和重疊 R－資源范圍 R 一個(gè)物種豐富度的簡(jiǎn)單模型 d R一定，飽和度大，物種多 N,O分別為平均的生態(tài)位寬度和重疊 R－資源范圍 n o R R 一個(gè)物種豐富度的簡(jiǎn)單模型 ? 平衡說(shuō)：共同生活在同一群落中的物種處于一種穩(wěn)定狀態(tài) ? 非平衡說(shuō)：組成群落的物種始終處在
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