2.演替顶极及其基本理论
(1)定义:演替顶级(Climax)是Clements首先提出。Oosting(1956)给予完整概念。
演替顶级就是这样的一个群落,它们的种类在综合彼此之间发展起来的环境中很好地互相适合;它们能够在群落内繁殖而且能排除新的种类,特别是可能成为优势种的种类在群落内的定居。也就是说,演替顶级是群落演替的最终阶段。
(2)演替顶级基本理论
单元顶级学说。 Clements为代表
多元顶级学说。 Tansley为代表
演替顶级格局学说。 Whittaker为代表
3.演替过程及机制的主要理论
(1) 演替的两种哲学观
有机体论—整体论——强调环境的作用(观察尺度大,对现象作解释),强调系统的整体特征、综合特征和超特征。主要代表人物是美国生态学家E.P.Odum。
整体论者认为,生态系统演替是有序的,定向的,从而可预见的群落内部控制过程,而且终止于具有内控自调特征的稳定阶段(即顶级)。
个体论—简化论——整体等于其组分之和,系统可以简化或分解到组分水平,最终可根据物理或化学原理加以解释。主要代表人物是美国人H.A.Gleason。
简化论者认为,群落演替只不过是种群动态的总和,因而它的演替并不是有序的或预见的。
3.演替过程及机制的主要理论
(2) 主要理论学说:
接力植物区系学说:若干演替系列群落循序渐进逐步取代的过程。包括6个步骤或阶段,即立地裸化、迁移、定居、竞争、反应、稳定态的过程。意味着在此过程中,植物种是以组或批的形式出现或消失的。
初始植物区系组成说:演替途径是有初始期立地拥有的植物种类组成决定(先锋树种的存在),以后随时间变化其他植物侵入、取代。
三重机制学说(C-S学说):认为演替有三种可选择的模式:促进型、忍耐型和抑制型。
生活史对策演替学说:C-S-R三角模型
3.演替过程及机制的主要理论
(2) 主要理论学说:
资源比率学说:每个种在限制性资源比率为某一值时表现为强竞争者,故当两种或多种限制性资源的相对利用率改变时,组成群落的植物种也随之改变,故发生了演替。
变化镶嵌体稳定态学说:一些生态系统的发展不依赖于外源环境干扰,却表现为一种内源自发控制过程,演替包括四个阶段——重组、加积、过渡和稳态。
五、生物群落的分类
1.分类单位:植物群落采用群丛 (Association)、群系(Formation)和植被型(vegetation type)为基本从属单位。
群丛——具有相似种类组成,优势种,结构和外貌的同类群落。
群系——相邻的群丛联合,有相同的一个或几个优势种。
植被型——具有同一生活型的建群种(优势种)的群系的联合。
五、生物群落的分类
2.群落的命名:中级及基本单位的命名采用下列主要方法。
优势种命名法:直接用群落中的拉丁学名命名,并在学名前加分类单位名称全称或缩写。
单优、多优,多层次植物群落。多优,多层次结构者把各主要优势种逐一写出用“—”或“+”联起。
3.分类原则
外貌原则 ②结构原则
③区系原则——特征种为分类单位级别 ④优势度原则
⑤生态原则——依生境区分 ⑥演替原则 ⑦外貌生态原则
六、生物群落主要类型及其分布
(一)世界植被的分类(见后)
(二)中国植被的分类
《中国植被》(1980)将全国植被分为11个植被型组(Suite of vegetation type),29个植被型,560多个群系,至少几千个群丛。
六、生物群落主要类型及其分布
世界植被的分类
1.密林(Closed forest):h>5m,树冠连续
(1) 热带雨林(Tropical rainforest)
三大雨林群系:亚洲雨林、美洲雨林、非洲雨林
中国热带雨林:3个群系组,12个群系
(2) 红树林(Mangrove):东方群系、西方群系、中国的红树林
(3) 季雨林(季风林)(Monsoon forest):不确切而多争议的类型
(4) 常绿阔叶林(Evergreen broad-leaved forest):除欧洲外,各大洲均有,中国最具代表性。
(5) 常绿硬叶林(Evergreen sclerophyllous forest):地中海地区较典型,澳洲桉林
(6) 落叶阔叶林(Deciduous broad-leaved forest):分布极广——北美大西洋沿岸,西欧、中欧、东亚。
(7) 常绿阔叶—落叶混交林( Evergreen broad-leaved and deciduous broad-leaved mixed forest ):过渡类型
(8) 针叶林(Coniferous forest)
六、生物群落主要类型及其分布
世界植被的分类
2.疏林(Woodland):h>5m,树冠不连接
3.密灌丛(Scrub):簇生,h为0.5~5m
4.短灌丛(Dwarf-scrub)
5.陆生草本群落(草本植被)(Herbaceous vegetation)
稀树草原(萨王纳)(Savamna):非洲分布广,干旱
草原(Steppe)—温带地区的地带性植被类型
草甸(Meadow)—不呈地带性分布,高纬度,高海拔地区
6.荒漠(Deserts)
第三章 种群
种群的基本特征
种群的增长与调节
种群生活史
一、种群的基本特征
1、种群的定义(population)
种群是占据特定空间(地理位置)的同种有机体的集合群。
种群是占据某一地区的某个种的个体总和(Friederich,1930)
某一特定时间占据某一特定空间的一群同种有机体(Merrile,1981)
种群是物种在自然界中存在的基本单位,又是生物群落的基本组成单位。种群是一种特殊组合,具有独特性质、结构、机能,有自动调节大小的能力。
种群生态学(population ecology)——研究同种生物个体群数量动态、特性分化及其发生发展的科学。(种群生物学population biology)
一、种群的基本特征
1、种群的定义(population)
种群生态学历史发展概况及主要代表作:
J.L.Harper, 1977,Population Biology of Plant.Academic press,London and New York.
J.W.Silvertown,1982.Introduction to plant population ecology.Longman London and New York.
③王伯荪等,1995,植物种群学.广州:广东高等教育出版社.
2.种群的基本特征
(1)分布格局(distribution pattern)——种群内个体空间分布方式或配置特点。(图)
均匀分布(uniform distribution)
随机分布 (random distribution)
集群分布 (contagious distribution)
种群分布格局最简易的判断方法,通过公式
S2=Σ(x-m)2/n-1计算
其中:n—调查时样方数 m—每个样方中个体平均数
x—样方中的个体总数 S2 —方差(分散度)
根据S2 的值可判断:
当S2=0即S2<m时,为均匀分布
当S2= m时为随机分布
当S2>m 时为集群分布
2.种群的基本特征
(2)年龄结构(age structure)——种群内不同年龄的个体数量分布情况。根据年龄结构划分三种种群类型:增长型、稳定型、衰退型。(见图)
增长型种群(increasing population)——年龄结构成典型金字塔型,表示种群有大量幼体,老龄个体小,出生率大于死亡率。
稳定型种群(stable population)——出生率与死亡率大致平衡,种群稳定。
下降(衰退)种群(declining population)——倒金字塔型。种群中幼体减少,老体比例增大,死亡率大于出生率。
种群(特别是优势种)年龄结构,直接关系着其本身及其所在群落的发展趋势,是种群及其所在群落的动态趋势的主要指标。测定种群的年龄结构,便可分析它的自然动态,推知它及其所在群落的历史,预测它们的未来。
2.种群的基本特征
(3)性比(sex ration)——性比是种群中雄性个体和雌性个体数目的比例。
受精卵的♂/♀大致是50:50,这叫第一性比。
由于种种原因,♂/♀比继续变化,到个体成熟时为正的♂/♀比例叫第二性比。
最后还有充分成熟的个体性比,叫第三性比。
性比对种群配偶关系及繁殖潜力有很大的影响。
2.种群的基本特征
(4)生命表(life table)——是指列举同生群在特定年龄中个体的死亡和存活比率的一张清单。
同生群(cohort)——同时出生的个体种群。
类型:图解生命表(diagrammatic life table)——以图解来表示生物一个世代的历程。
常规生命表 (conventional life table)
动态生命表(dynamic life table)——真实记录生物个体存活情况。
静态生命表(static life table) —记录某一特定时间获得的各龄级个体数情 况而编制成的。
作用(意义):
综合记录了生物体生命过程的重要数据;
系统表示出种群完整生命过程;
研究种群数量动态必不可少的方法。
二.种群的增长与调节
1.种群增长的模型
(1)马尔萨斯(Malthus)方程:又称指数增长模型。
Nt=N0ert 指数增长;ln Nt =ln N0trt 对数增长
(2)逻辑斯蒂增长(Logistic growth)模型:是比利时学者Verhulst 1838年创立的。逻辑斯蒂增长模型是指种群在有限环境下,受环境制约且与密度相 关的增长方式。
Nt=k/1+(1- Nt/k)e-rt
(3)Leslie—Lefkorich矩阵模型:
nt+1=Mtnt
Mt是m、p、i的距阵,nt 和nt+1 分别是在t和t+1时种群各阶段个体数的列向量,从中计算λ值。当λ=1,表示种群稳定;当λ>1,表示种群正在增长;λ<1,种群趋向衰退