生物群落的组成与结构四节.ppt
第四节 影响群落组成和结构的因素1 空间异质性生态因子在空间分布的不均匀性及其复杂性。空间异质性的程度越高，意味着有更加多样的小生境，所以能允许更多的物种共存。,一 空间异质性与群落结构,2 空间异质性的组成（1）非生物环境的空间异质性 小地形、土壤等变化形成不同的小生境。（2）生物空间异质性（植物群落的垂直结构、水平结构对 动物多样性的影响等）,生物因素对群落的形成起着重要作用。其中作用最大的是竞争和捕食作用。竞争导致生态位的分化，生态位的 分化又会引起资源利用问题。,二 生物因素,1 竞争对群落结构的影响,Galapagos群岛上的达尔文莺鸟嘴的长度分化与食性分化的关系,Galapagos群岛上的达尔文莺起源于 同一个物种。当只有一种地面取食的鸟时，其嘴长约10mm。当有两种以上时，其最小型的鸟嘴平均 长8mm，大一些的鸟嘴平均长12mm。但没有鸟嘴为10mm的鸟。反映了达尔文莺食性的分化。,一个稳定的群落中，由于各种群在群落中具有各自的生态位，种群间能避免直接的竞争，从而又保证了群落的稳定。,群落是一个种群相互作用的、生态位分化的种群系统，各种群在它们对群落的时间、空间和资源的利用方面，以及相互作用的可能类型方面，都趋向于互相补充而不是直接竞争。因此，由多个种群组成的生物群落，要比单一种群的群落更能有效地利用环境资源，维持长期较高的生产力、具有更大的稳定性。,捕食者食谱的宽窄对群落结构有重要影响。泛化捕食者以多种猎物为食，当提供给它多种食物时，对食物基本没有选择性。,2、捕食对群落结构的影响,例如 兔子以多种植物为食物，当假设植物的 适口性相同时，在捕食压力不大时，竞争力强、占优势的植物种被吃掉的机会大于非优势种，捕食降低了优势种的竞争力，因而有利于竞争力弱者的生存。群落物种数增加。当捕食压力过大时，所有种类都受到不利 影响，群落物种数减少。植物种的多样性与兔子的捕食强度之间的 关系为单峰曲线。,选择性的捕食者 以多种猎物为食，当提供给它多种食物时，对食物有明显的喜好差异（选择性）。如果被选择的喜食种属于优势种，则捕食提高多样性。但是，如果捕食者喜食的是竞争上占劣势的种类（非优势种），则结果相反，捕食降低了多样性。,特化捕食者只选择某类食物为食。很容易控制被捕食种群。用来控制有害种群的数量。,1、干扰的概念 字面含义：正常过程的打扰、中断。偶然发生的不可预知的事件，它迫使物种 经受某种选择压力。,三 干扰对群落结构的影响,2 干扰的性质（1）广泛性（2）相对性（描述干扰的参数：分布、强度、频率）（3）不协调性：在群落中形成异质性 斑块。,3 干扰与层盖度 干扰对群落中不同层（不同层片）的影响是不同的.例如，(1)一块云杉林在一次雪崩后40年内再未受到干扰，乔木层盖度稳步上升，林下禾草在干扰后前5年内盖度增加，随后逐渐减少，林下杂类草盖度在干扰后很快降低；（2）另一块云杉林第一次雪崩干扰后每5年遇雪崩一次，在相同的40年中，各层盖度与不受干扰地段显现出很大的差异。,4 干扰与群落的缺口形成与重新侵占 干扰使得连续的群落出现断层（缺口）。例如：森林中的林窗、草原中老鼠频繁活动 形成的挖掘小斑块等。缺口的重新恢复或侵占一般有两种形式（过程）。（1）抽彩式竞争（2）小演替,（1）抽彩式竞争 概念 缺口被周围群落的任何一个种类侵入 和占有并发展成为优势种，哪个种成为 优势种完全取决于随机因素。,抽彩式竞争出现的条件 a 具有许多缺口；b 对于每个缺口，具有许多对缺口物理 环境适应能力相等的物种；c 任何一种一旦侵入缺口，在其生活史 过程中能阻止后入侵的其他物种再入侵。,在满足这些条件下，对缺口的种间竞争结果完全取决于随机因素，即先入侵的种取胜，至少在其一生之中为胜利者。当先侵入的种死亡后，缺口再次成为空白，下一次哪个种类入侵又是随机的。当干扰不断形成缺口时，群落整体上就有更多的物种共存，物种多样性将明显提高。,（2）小演替 概念 随着时间的推移，缺口相继被不同的物种所占据。即：缺口中物种的更替是有规律的。,过程 新打开的缺口先是被扩散能力强或适应能力强的物种占据，它们被称为先锋种，由于先锋种的活动，改变了缺口的环境条件，有利于其它物种的入侵，这些种得以进入缺口，先锋种被排挤，这种物种的顺序取代过程不断进行，直到缺口被顶级种取代，缺口逐渐恢复原状。,5 干扰频率对物种多样性的影响 中度干扰假说 即中等程度的干扰水平能维持高多样性。在一次干扰后少数先锋种入侵缺口，如果干扰频繁，则先锋种不能发展到演替中期，因而多样性较低；如果干扰间隔期很长，使演替过程能发展到顶极期，多样性也不很高；只有中等于扰程度使多样性维持最高水平，它允许更多的物种入侵和定居。,6 干扰理论与生态管理 用生态学的原理指导人类的生产。如最大持续产量的获取。,1 岛屿的概念（1）岛屿：被海洋包围的小块陆地。（2）岛屿生境：被不相同的生境多包围的片段。,四 岛屿与群落结构,2 岛屿的物种数与面积的关系 岛屿中的物种数目与岛的面积有密切关系。许多研究证实，岛面积越大，种数越多 并可以用简单方程描述：S=cAz3 岛屿效应岛屿面积越大，种数越多的现象。,(二)MacArthur的平衡说,岛屿上的物种数决定于物种迁入和灭亡的平衡。这是一种动态平衡，不断地有物种灭亡，也不断地由同种或别种的迁入而补偿灭亡的物种。根据平衡说，可说明下列4点：岛屿上的物种数不随时间而变化；这是一种动态平衡，即灭亡种不断地被新迁入的种所代替；大岛比小岛能“供养”更多的种；随岛距大陆的距离由近到远，平衡点的种数逐渐降低。,1 物种丰富度模型的构成（1）资源连续体（R）长度代表群落的有效资源范围。（2）生态位平均宽度（n）（3）生态位平均重叠（o）三者的大小与变化影响群落物种多样性。,五 物种丰富度的简单模型,2 影响群落结构的各个因素与丰富度模型1 空间异质性（1）2 竞争（1）、（2）、（3）3 捕食（4）、（3）4 干扰（1）、（4）5 岛屿（4）、（1）,
