植被生态学一、前言1 研究覆盖在地球表面的植物群体,研究购车个植被的植物群落的组成结构、功能适应、动态发展、分类分步以及管理和应用。
2 植被是一种生物现象,也是一种地理现象,有很强地域性。
第一章绪论1.1植被生态学的概念植被生态学(vegeration ecology),d.mueller-dombois 和h.ellenberg在1974年首先提出。
对一个地区的植物群落做出鉴定,并要确定他们之间的互相联系,以及他们和环境之间的相互关系。
植物区系:一定地区内出现的所有植物种或植物分类单位,而不涉及他们的数量多少或重要性。
植物区系的研究任务就是坚定一个地区的各级分类单位,研究他们的发源、发展和地理分布。
1.2植被生态学的研究内容研究主要内容包括A 群落形态学(symmorphology):研究群落的组成和结构。
包括肉眼看上去比较显著的大型植物(种子植物,蕨类植物,苔藓和地衣),还包括小型的不太明显的真菌、藻类以及微生物。
B 群落生态学(synecology):着重研究植物群落以及其与环境之间的相互关系,研究环境条件对群落形成过程、结构特征、地理分布的影响,以及群落对环境的改造作用。
c 群落生理学(symphysiology):着重研究群落内各类有机体的作用和相互关系以及他们的生产力,又可成为i“机能植被生态学”。
D 群落动态学(sundunamics):主要研究群落的发生、演替和演化等。
群落的动态是群落的根本属性。
E 群落分类学(syntaxonomy):主要研究群落类型的确定并建立一定的系统,又称“系统植被生态学”。
F 群落分布学(synchonology):主要研究群落在地球表面的分布规律、植被区系历史等。
1.3植被生态学发展历史回顾1.4植被生态学在中国的发展1.5当前植被生态学研究的热点和动向第二章植物群落的学说植物群落既是植被的组成单位,也是植被生态学基本研究对象。
2.1 植物群落的概念A flahault和schroter(1910)的概念:群落实有一定区系组成、一致生境条件和一致外贸的植物组合。
(抓住了植物群落的主要特征,不够严密,存在一定缺陷。
)B 苏卡切夫(1957):植物群落实在一定地段上的植物组合,具有均匀的种类组成和垒结,在植物之间,以及植物与环境之间存在着一致的相互关系。
候学煜(1960)补充:植物群落应该是在自然情况下或栽培情况下,植物在一定地段中的任何结合,这个植物结合具有一定的优势层片结构,反映着植物生态习性和生活型的共同性,并且在植物之间(包括高低等植物之间)以及植物与环境之间具有一定关系的相互作用特征,从这个观点出发,我们对于植物群落的理解首先要包括植物的本身,不仅是植物个体,尤其重要的是植物层片的结构,特别要注意到优势层片的结构和他的生态习性和生活型的特点;同时,植物群落的概念不仅包括植物,而且还包括一定的环境特征的意义在内。
C tuxen(1957):植物群落(+动物群落=生物群落)是一个经过生境选择的、由植物(或动物)组成的功能单位,作为一种能够自我调节和自我更新的作用机构,它们处在为了空间、养分、水分和能量而竞争的动态平衡之中,每个成分都作用于所有其他成分,并以生境、产量、以及一切生命现象在外观与色彩和时间进程方面的协调一致为特征。
三个定义总结出的群落的特征:a 植物群落是植物的同住结合,由一定的植物种类组成。
b 植物同住结合中的各种植物间具有一定的相互关系。
c 植物群落不是植物的垒结,具有一定的结构和外貌。
d 植物群落与环境具有不可分割的联系。
e 植物群落是一个功能集体,执行着一定的机能。
f 植物群落在空间上占有一定的位置,具有一定的分布界限。
g 植物群落实处在时间发展的某一阶段。
2.2 植物群落形成的条件群落基本上是两种现象相互作用的产物:(1)植物区系中各个分类单位的生态幅度,即对环境的不同耐力;(2)环境的异质性。
植物群落起源虽然各异,但是基本因素相同,ellenberg将其归纳为五项:①某一地区的植物区系(f):形成群落的基本材料。
②某个种进入特定生境的能力(a):这主要取决于该种在生长地的分布,它们的传布机制和定居的机会。
又叫做进入性因子。
③种本身的特点,特别是它们的生活型,即植物的生态特性(e);种的生理需要,以及一旦它们在该生境中定居后,影响它们彼此间竞争能力的其他特征。
④生境(h):这是指特定地点上起作用的环境因子的总和。
⑤时间(t):引起植被入侵或环境因子起变化所经过的时间。
Dierschke把植物群落的形成条件划分为内部因子和外部因子。
外因包括:气候、母岩、地形、土壤、动物和人。
内因包括:植物种类组成、种的侵入及其生态特征、竞争和选择。
2.3 植物群落的识别1 一个植物群落应有大体均匀一致的种类组成。
强调植被的同质性和总体上的一致性。
同意群落内植物种类及其分布,无论是集群分布还是均匀分布或嵌式分布都应是大体一致的。
2一个植物群落应有一致的外貌和结构。
垂直层次结构是一致的,外貌是相同的,季相也是相同的,群落内的小区诺水平镶嵌也是相似的。
3一个植物群落应占有大体一致的地形部位和相应一致的生境条件。
4一个植物群落应有一定的面积。
2.4 有关植物群落性质的争论A 有机体观点有机体的观点(organism viewpoint):把植物群落和有机体相比拟,强调组成群落的各个种是高度结合的、相互依存的,一个群落从其先锋阶段到稳定的顶级阶段和有机体一样尤其出生、生长、成熟、繁殖和死亡,群落的这种生活史是芙蓉咋的,但却是一个真实的过程,在其特征方面和植物个体的生活史是一样的。
代表人物:clements。
他认为:群系并非抽象的纯粹的分类单位,而是一个确定的、具体的有机体,它覆盖着以气候为标志的一个确定的地区,它能够在任何时候,通过重复基本上是同样形式的发展阶段而进行自然繁殖。
缺点:把群落比拟成有机体,并把群落的种群比拟成有机体的器官,然而种群却不会像器官那样因为衰老而消失,它们是通过环境的破坏或变化,或通过竞争而被别的种群或部分所取代,因此,一个群落的“消失”活着“死亡”和有机体因器官机能丧失而自然死亡是不一样的,同样,植物群落的生长和成熟过程,也不是像植物个体发生在器官内的从幼年期到老年期的变化,而是发生在种群的更替上,在通常情况下,群落的成员不会像有机体的器官或组织那样在结构上直接相关联,植物群落和有机体不同,它不可能在环境条件不相同的生境或气候条件下繁殖而不丧失其一致性,群落之间缺乏遗传学基础。
B 拟有机体观点以 a.g.tansley为代表,他认为clements的观点过于强调组成群落的有机体的密切相互关系,虽然在一些种群间却有强烈的依附性,但是某些部分却是独立的,可以在其他群落内很好的发育,群落结构不能和有机体严密结构相比拟,群落多方面表现出整体性,当做拟有机体比较合适。
这种观点后来衍生成“生态系统”的概念,一个生态系统中的有机成分和环境因素有机的构成一个系统,而在许多方面和单个有机体的构造类似。
C 种的系统分类观点以braun-blanquet为代表。
将植物群落比作一个种,并认为植物群落实植被分类的基本单位,正像种是有机体系统分类中的基本单位一样。
以上三种观点共同点都是把植物群落看成是各个种的有规律的组合,组成群落的种是密切相关、互相依存的,是一个统一的整体,是自然界中确实存在的实体,有它明确的边界和内部的均匀性,并与其他群落不联系的存在,因此,可以统称之为整体性观点。
“独立性”(个体性)观点最早提出该观点的是拉孟斯基和h.a.gleason。
他们认为:组成去罗的种群具有“独立性”,各个种都是单独地对外界因素起反应,并作为独立的一员进入群落,它们在不同的群落之间往往互相交织,而以不同的比例出现在不同的群落之中。
植物的分布取决于环境的变化,由于捐精条件在空间和时间上是不断变化的,所以植物种类的组合也随之变化。
因此群落是不可能有明确的界限,群落划分是人为的。
“梯度理论”:种是按环境梯度分布的,每一个种都有各自的分布范围,没有两个中的分布范围完全相同,由于生态因素的多样性和种群分布的非均匀性,种不组成明显的集群。
因此群落不可能是整齐的、均匀的,二十连续存在的。
有机体观点出发:建立了群落单元演替顶级学说和相应的植被研究方法。
拟有机体理论出发:发展了多元演替顶级学说以及生态系统理论,成为现代生态系统研究的理论基石和方法论的基础。
中的系统分类观点出发:构成了法瑞学派植被研究的理论和方法的精髓。
“独立性”观点出发:建立了梯度分析的理论和方法,为威斯康星学派的形成奠定了理论基础。
2.4.2 植被“间断性”和“连续性”的争论争论的焦点:植被在空间上和时间上是间断的,还是连续的,群落实客观存在的实体,还是人们想象中的虚构。
群落单位论者只看到了组成群落种间存在着密切的、有时甚至是相互依赖的关系,而忽视了在大多数情况下种间的结合较为松散,并未构成生理上的相互联系,把它们强调道像有机体各器官间的相关程度并不妥当。
种群独立论者片面强调了环境条件的不断变化和种间结合的松散关系,忽视了变化中的间断和松散结合中的联合,常把目光集中在范围较小的地段,妨碍了他们对群落间断性的认识。
自然界的现象是复杂的,环境条件本身就存在着多种多样的变化,这也必然反映在植被的组成结构上。
这两种观点反映生态学中两种理论体系的对立:整体论:强调系统的超特征以及系统间的相互作用,认为系统整体大于其组成部分之和。
简化论:即还原论,认为系统整体等于部分之和,因此系统可以简化或分解到组分水平,最终可以根据物理学或化学原理加以解释。
2.4.3 关于“植物群落”一词具体性和抽象性的不同见解我们认为“植物群落”一词既是具体的又是抽象的,既可指具体的,又可以抽象归并出的一个分类单位。
第三章植物群落的种类组成任何植物群落总是由一定的植物种类组成,我们把组成一个群落的全部植物种类称为该群落的种类组成。
植物群落种类组成名单有价值的原因:1 每个种都有一定的生态幅度,它和环境以及和其他种之间都一定的相互关系;2 每个种都有它的演化历史,有它的发展和分布的演变过程。
一个群落的种类组成不仅可以告诉我们许多有关生境条件的状况,而且也反映着群落的历史渊源和更为广阔的空间上的联系。
因此,研究植物群落的种类组成,种的数量特征,物种的多样性和区系成分是植被生态学研究的基础。
3.1 确定植物群落种类组成的方法最简单的方法就是在这个群落地段上进行种类统计,通常面积较大,用最小面积法。
最小面积的定义:在该面积里,群落的组成得以充分表现。
3.1.1 群落最小面积的确定通常采用在群落地段中央,逐步成倍扩大样方面积,统计随着面积扩大增加的种表,用中的数目与洋房面积增加关系,绘制出种-面积曲线,即以种的数目为纵坐标,样方面积作为横坐标,把每次中的数目和样方面积的关系标绘在坐标图中3.1.2 最小面积概念的述评Du.rietz最初定义:最小面积是能包括一切恒有种的面积。