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第四章園林群落生態(tài)

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1、*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,第四章 園林植物群落生態(tài),第一節(jié) 植物群落及其種類(lèi)組成,第二節(jié) 生物多樣性,第三節(jié) 植物群落結(jié)構(gòu),第四節(jié) 植物群落動(dòng)態(tài),第一節(jié) 植物群落及其種類(lèi)組成,1,一,.,植物群落及其特征,1.,植物群落概念,在特定空間或特定生境下植物種群有規(guī)律的組合,它們具有一定的植物種類(lèi)組成,物種與其環(huán)境之間彼此影響、相互作用,具有一定的外貌結(jié)構(gòu),并具有一定的功能。,或簡(jiǎn)單地說(shuō),在一定的地段上,群居在一起的各種植物種群所構(gòu)成的一種集合體。,2,農(nóng)田生物群落,農(nóng)田中除農(nóng)民種植的農(nóng)作物外,還有雜草等多種植物及昆蟲(chóng)、青蛙、老鼠

2、等多種動(dòng)物及細(xì)菌等微生物。,海洋生物群落,海洋中除魚(yú)類(lèi)外,還有珊瑚、貝類(lèi)、甲殼類(lèi)等許多動(dòng)物及海藻等各式各樣的植物和微生物。,森林生物群落,森林中有大樹(shù)、小樹(shù)、草本等各種各樣的植物,還有種類(lèi)繁多鳥(niǎo)獸蟲(chóng)魚(yú)各類(lèi)動(dòng)物及細(xì)菌、真菌等。,3,2.,植物群落的基本特征,(,1,)具有一定的物種組成。物種組成是區(qū)別不同植物群落的首要特征。,熱帶雨林,針葉林,闊葉林,3,(,2,)不同物種之間的相互影響,有規(guī)律地共處。,a.,必須共同適應(yīng)它們所處的無(wú)機(jī)環(huán)境;,b.,它們內(nèi)部的相互關(guān)系必須取得協(xié)調(diào)、平衡,3,(,3,)具有形成群落的環(huán)境功能,如,森林群落和草原群落與周?chē)惖氐沫h(huán)境,4,4.,具有一定的外貌和結(jié)構(gòu),

3、包括形態(tài)結(jié)構(gòu)、生態(tài)結(jié)構(gòu)與營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu),水平結(jié)構(gòu),垂直結(jié)構(gòu),(,5,)一定的動(dòng)態(tài)特征,其運(yùn)動(dòng)形式包括季節(jié)動(dòng)態(tài)、年際動(dòng)態(tài)、演替與演化等。,春季,夏,季,秋季,冬季,(,6,)一定的分布范圍,(,7,)群落的邊界特征,二,.,植物群落的種類(lèi)組成,我國(guó)亞熱帶常綠闊葉林:,群落喬木層優(yōu)勢(shì)種類(lèi)由,殼斗科、樟科、楓香科、木蘭科、山茶科,等植物組成,,下層則,杜鵑科、山礬科、冬青科,等植物組成,高山上的植物群落:,主要由,虎耳草科、石竹科、龍膽科、十字花科、景天科,的某些種類(lèi)構(gòu)成,優(yōu)勢(shì)種(,dominant species),對(duì)群落的結(jié)構(gòu)和群落環(huán)境的形成起主要作用的植物。(它們通常是那些個(gè)體數(shù)量多生物量高、體積大

4、,生活能力較強(qiáng)),如,以馬尾松為例,分布在南亞熱帶的馬尾松其喬木層一般以,馬尾松,占優(yōu)勢(shì),灌木層可以有,桃金娘,占優(yōu)勢(shì),草本層可能以,芒萁,占優(yōu)勢(shì),層間植物可能以,斷腸草,占優(yōu)勢(shì)。,馬尾松,芒萁,桃金娘,斷腸草,2.,亞優(yōu)勢(shì)種,(,subdominant species),指?jìng)€(gè)體數(shù)量與作用都次于優(yōu)勢(shì)種,但在決定群落性質(zhì)和控制群落環(huán)境方面仍起著一定作用的植物種。,如,南亞熱帶雨林中的,紅鱗蒲桃,和大針茅草原中的小半灌木,冷蒿,在有些情況下成為亞優(yōu)勢(shì)種。,3.,伴生種,(,companion species or common species),為群落的常見(jiàn)物種,它與優(yōu)勢(shì)種相伴存大,但不起主要作用

5、。如馬尾松中的烏飯樹(shù)、米飯花等。,4.,偶見(jiàn)種或罕見(jiàn)種(,rare species),是那些群落中出現(xiàn)頻率很低的物種,多半數(shù)量稀少。,如,常綠闊葉林或南亞熱帶雨林中分布的觀(guān)光木,木蘭科,二級(jí)保護(hù)植物,(二)群落種類(lèi)組成的數(shù)量特征,群落種的個(gè)體數(shù)量指標(biāo),相對(duì)密度,:,樣地內(nèi)某一物種的個(gè)體數(shù)占全部物種個(gè)體數(shù)的百分比,(,1,)密度與多度,密度(,density):,指單位面積或單位空間內(nèi)的個(gè)體數(shù)目。,對(duì)喬木、灌木以植株計(jì)數(shù),叢生草本以株叢計(jì)數(shù),根莖植物以地上枝條計(jì)數(shù)。,多度(,abundance):,指調(diào)查樣地上某物種的個(gè)體數(shù)目,是不同物種個(gè)體數(shù)目多少的一個(gè)相對(duì)指標(biāo)。,直接計(jì)算法,目測(cè)估計(jì)法,物種

6、多度調(diào)查方法,群落內(nèi)草本植物的調(diào)查,多采用目測(cè)估計(jì)法。,1.,群落的個(gè)體數(shù)量指標(biāo),(,2,)蓋度與顯著度,投影蓋度(蓋度):植物地上器官垂直投影所覆蓋土地的面積,喬木層的投影蓋度調(diào)查方法:樹(shù)冠投影法、統(tǒng)計(jì)法、樣線(xiàn)法等。,灌木和草本層的投影蓋度常以目測(cè)法。,基蓋度:植物基部實(shí)際占的面積,多用于草本群落,多用于森林群落,1.,群落個(gè)體數(shù)量指標(biāo),顯著度:,特指喬木的基蓋度。,相對(duì)顯著度(,RDE,),:,某樹(shù)種胸徑斷面積總和與全部樹(shù)木總斷面積之比。,(,3,)頻度,指群落中某種植物出現(xiàn)的樣方數(shù)占整個(gè)樣方數(shù)的百分比,,即某個(gè)物種在調(diào)查范圍內(nèi)出現(xiàn)的頻率;,相對(duì)頻度(,RF,),:,某種群的頻度與樣地中全

7、部種類(lèi)的頻度之和的百分比。,(,4,)高度或長(zhǎng)度,植物個(gè)體在地面以上垂直方向伸展的長(zhǎng)度,高度或長(zhǎng)度常作為測(cè)量植物的一個(gè)指標(biāo),測(cè)量時(shí)取其自然高度或絕對(duì)高度,藤本植物測(cè)其長(zhǎng)度。,(,5,)重量,用來(lái)衡量種群生物量或現(xiàn)存量多少的指標(biāo),;,可分鮮重與干重,在草原植被研究中,這一指標(biāo)特別重要,;,單位面積或容積內(nèi)某一物種的重量占全部物種總重的百分比稱(chēng)為相對(duì)重量,;,(,6,)體積,是生物所占空間大小的度量,在森林植被研究中,這一指標(biāo)特別重要。,材積,V=,(斷面積,s,),(樹(shù)高,h,),(形數(shù),f,),在森林經(jīng)營(yíng)中,通過(guò)體積的計(jì)算可以獲得木材生產(chǎn)量(稱(chēng)為材積)。,形數(shù)是樹(shù)干體積與等高同底的圓柱體體積之

8、比。(可由,森林調(diào)查表,中查到),就獲得一株喬木的體積。,草本植物或小灌木體積的測(cè)定,可用,排水法,進(jìn)行。,2.,群落種的綜合數(shù)量特征,(,1,)優(yōu)勢(shì)度:,用以表示一個(gè)種在群落中的地位與作用。,主張一,:以蓋度、所占空間大小或重量來(lái)表示優(yōu)勢(shì)度,并指出在不同群落中應(yīng)采用不同指標(biāo)。,主張二,:多度,體積或所占據(jù)的空間、利用和影響環(huán)境的特性、物候動(dòng)態(tài)均應(yīng)作為某個(gè)種優(yōu)勢(shì)度指標(biāo)。,主張三,:認(rèn)為蓋度和密度為優(yōu)勢(shì)度的度量指標(biāo)。,主張四,:認(rèn)為優(yōu)勢(shì)度即,“,蓋度和多度的總和,”,或,“,重量、蓋度和多度的乘積,”,等等,(,2,)重要值,用來(lái)表示某個(gè)種在群落中的地位和作用的綜合數(shù)量指標(biāo),方法:從株數(shù),、胸徑

9、和頻度來(lái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),根據(jù),相對(duì)密度,、,相對(duì)頻度,和,相對(duì)顯著度,的綜合,即這三項(xiàng)指標(biāo)之總和等于一個(gè)常數(shù)(,300,)。,(3),綜合優(yōu)勢(shì)比,(summed,dominace,ratio,SDR),一種綜合數(shù)量指標(biāo),包括兩因素、三因素、四因素和五因素等四類(lèi)。,喬木的重要值:相對(duì)多度,+,相對(duì)頻度,+,相對(duì)顯著度,灌木和草本的重要值:相對(duì)多度,+,相對(duì)頻度,第二節(jié) 生物多樣性,一,.,生物多樣性概念,是指生命形式的多樣化,各種生命形式之間及其與環(huán)境之間的多種相互作用及各種生物群落、生態(tài)系統(tǒng)及其生境與生態(tài)過(guò)程的復(fù)雜性。,生物多樣性通常從兩方面進(jìn)行衡量:,種的數(shù)目或豐富度,,即一個(gè)群落或生境中物種數(shù)目

10、的多少;,種的均衡度,,即一個(gè)群落或生境中全部物種個(gè)體數(shù)目的分配狀況,它反映的是各物種個(gè)體數(shù)目分配的均勻程度,即群落的異質(zhì)性。,生物多樣性從三個(gè)層次去描述:,遺傳多樣性、,物種多樣性、,生態(tài)系統(tǒng)與景觀(guān)多樣性,1.,遺傳多樣性(基因多樣性),是指所有生物個(gè)體中所包含的各種遺傳物質(zhì)和遺傳信息,既包括了同一種的不同種群的基因變異,也包括了同一種群內(nèi)的基因差異。,遺傳多樣性對(duì)任何物種維持和繁衍其生命、適應(yīng)環(huán)境、抵抗不良環(huán)境與災(zāi)害都是十分必要。,在現(xiàn)代農(nóng)育種中,作物與家畜的遺傳多樣性更具有物殊意義,2.,物種多樣性,是指多種多樣的生物類(lèi)型及種類(lèi)(豐富度),強(qiáng)調(diào)物種的變異性(均勻度)。,物種多樣性代表著物

11、種演化的空間范圍和對(duì)特定環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性,是進(jìn)化機(jī)制的最終產(chǎn)物。,中國(guó)是生物性較高的國(guó)家,居世界第八位,北半球第一位。,3.,生態(tài)系統(tǒng)多樣性和景觀(guān)多樣性,生態(tài)系統(tǒng)多樣性:是指生態(tài)系統(tǒng)中生境類(lèi)型、生物群落和生態(tài)過(guò)程的豐富程度。,生態(tài)系統(tǒng)由植物群落、動(dòng)物群落、微生群落及其環(huán)境(包括光、水、空氣、土壤等)所組成。,生態(tài)系統(tǒng)中的主要生態(tài)過(guò)程中包括能量流動(dòng)、水分循環(huán)、養(yǎng)分循環(huán)、生物之間的相互關(guān)系。,景觀(guān)多樣性:是指與環(huán)境和植被動(dòng)態(tài)相聯(lián)系的景觀(guān)斑塊的空間分布特征。,目前,景觀(guān)水平上定義生物多樣性還處于初始階段,沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的分類(lèi)系統(tǒng)。,二,.,生物多樣性測(cè)定,1.,物種豐富度指數(shù),2.,辛普森多樣性指數(shù),

12、3.,香農(nóng),維納指數(shù),4.,Pielou,均勻度指數(shù),三,.,物種多樣性分布格局,(,梯度變化規(guī)律),1.,多樣性隨緯度的變化,從熱帶到兩極隨緯度的增加,物種多樣性有逐漸減少的趨勢(shì),Shannon-Wiener,(香農(nóng),-,威納)指數(shù)等對(duì)比研究我國(guó)從東北到海南的闊葉林中木本植物的物度多樣性表明,越靠近熱帶地區(qū),單位面積內(nèi)的物種越豐富,物種多樣性指數(shù)越高。,2.,多樣性隨海拔高度的變化,隨海拔的增高,物種多樣性隨海拔增加而逐漸降低,3.,水體物種多樣性隨深度變化,在海洋和淡水水體物種多樣性隨深度而降低,四,.,決定多樣性梯度的因素,時(shí)間因素,熱帶群落比較古老,進(jìn)化時(shí)間,長(zhǎng),并且在地質(zhì)年代中環(huán)境條

13、件,穩(wěn)定,群落多樣性高;溫帶則相反。,氣候穩(wěn)定性,捕食,時(shí)間,空間特異性,生產(chǎn)力,競(jìng)爭(zhēng),群落物種多樣性,影響群落物種多樣性因子的網(wǎng)絡(luò)作用,2.,空間異質(zhì)性因素,從寒帶經(jīng)溫帶到熱帶,環(huán)境的復(fù)雜性,隨之復(fù)雜,物理環(huán)境也隨之復(fù)雜,或空間異,質(zhì)程度越高物種多樣性越大。,3.,氣候穩(wěn)定因素,環(huán)境穩(wěn)定因素,變化越小,動(dòng)植物的物種就越豐富。,4.,競(jìng)爭(zhēng)因素,生物之間的競(jìng)爭(zhēng)則成進(jìn)化和生態(tài)位分化的主要?jiǎng)恿Αt熱帶動(dòng)植物要求的生境條件更狹隘,其食性也特化,物種之間的生態(tài)位重疊比較多,因此,熱帶物種多樣性比溫帶少。,5.,捕食因素,6.,生產(chǎn)力因素,五,.,物種多樣性與群落穩(wěn)定性的關(guān)系,群落穩(wěn)定性:,指群落在一段時(shí)

14、間過(guò)程中維持物種互相結(jié)合及各物種數(shù)量關(guān)系的能力及在受到擾動(dòng)的情況下恢復(fù)到原來(lái)平衡狀態(tài)的能力。,群落穩(wěn)定性包括四個(gè)含義:,現(xiàn)狀的穩(wěn)定,時(shí)間過(guò)程的穩(wěn)定,抗變動(dòng)能力,變動(dòng)恢復(fù)原狀,的能力。,熱帶雨林比溫帶森林更易受人類(lèi)的干擾而不穩(wěn)定,物種多樣性,是群落穩(wěn)定性的一個(gè)重要尺度,多樣性高的群落,食物鏈和食物網(wǎng)更加趨于復(fù)雜。,溫帶森林,熱帶雨林,1,、,生物種類(lèi)多,食物網(wǎng)復(fù)雜,物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的渠道多。,群落穩(wěn)定性的特征:,2.,各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物數(shù)量多,占有的能量多,群落在時(shí)間過(guò)程中的穩(wěn)定性表現(xiàn):,(,1,)一段時(shí)間過(guò)程中物種數(shù)量和物種間的相互組合能穩(wěn)定地保持下來(lái),這是維持群落穩(wěn)定性的根本。,(,2,)在一

15、段時(shí)間過(guò)程中物種發(fā)生的某些數(shù)量關(guān)系能穩(wěn)定地保持。,(,3,)在經(jīng)外界擾動(dòng)以后,群落有自我調(diào)節(jié)維持穩(wěn)定的能力。,如何判斷一個(gè)群落的穩(wěn)定程度?,(,1,)擾動(dòng)一個(gè)群落系統(tǒng)時(shí)所需施加的擾動(dòng)程度,所需外力越大,表明群落愈穩(wěn)定;,(,2,)群落從平衡狀態(tài)的位置上被擾動(dòng)后產(chǎn)生波動(dòng)的幅度,波動(dòng)幅度越小,群落越穩(wěn)定;,(,3,)群落變動(dòng)后恢復(fù)到原來(lái)的平衡狀態(tài)所需的時(shí)間,時(shí)間越短越穩(wěn)定。,第三節(jié) 植物群落結(jié)構(gòu),植物群落的垂直結(jié)構(gòu),植物群落的水平結(jié)構(gòu),植物群落的時(shí)間結(jié)構(gòu),群落結(jié)構(gòu)的影響因素,1.,植物群落的垂直結(jié)構(gòu),植物群落的分層現(xiàn)象,在不同的高度有不同的分層現(xiàn)象,-,即不同的植物占據(jù)不同的高度。,陸地群落的分層

16、與,光的利用,有關(guān)密切的關(guān)系。,森林群落隨著光強(qiáng)漸減,依次發(fā)展為,喬木層、下木層、灌木層、草本層和地被層,。,草本層,樹(shù)冠層,灌木層,下木層,(矮樹(shù)),地表層,森林群落的分層現(xiàn)象與,光強(qiáng)密切相關(guān),,一個(gè)群落中的光照強(qiáng)度總是隨著高度的下降而逐漸減弱。,北方混交林,草甸,特別提醒:,在高山植物群落中,不同海拔地帶的植物呈垂直分布主要是受,溫度,制約的。,高山草甸,針葉林,落葉闊葉林,常綠闊葉林,熱帶雨林,海拔,高,低,溫度,低,高,高山,水生群落的垂直分層現(xiàn)象,與陽(yáng)光、溫度、食物和溶氧等因素有關(guān),沉水,漂浮,浮葉,挺水,濕生,水生植物的分層現(xiàn)象,1.,群落的垂直結(jié)構(gòu),指植物群落各組成種在水平空間上的配置狀況或分布格格局。,植物群落水平結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為,均勻性和鑲嵌性,。植物的斑塊狀鑲嵌結(jié)構(gòu)是常見(jiàn)的水平格局。,人工種植果園、農(nóng)田和一些城市植物群落(均勻分布),2.,植物群落的水平結(jié)構(gòu),(,1,)植物群落的水平結(jié)構(gòu),水平結(jié)構(gòu):在水平方向上由于,地形的起伏、光照的明暗、濕度的高低,等環(huán)境因素影響,不同生物分布于不同地段的現(xiàn)象。,導(dǎo)致水平結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性主要原因?,親代的擴(kuò)散分布習(xí)性,風(fēng)播植物、動(dòng)物傳播

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