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第五章 生态系统中的生物群落
鼯猴
袋貂
鹿猪的相貌奇特。它有鹿一样的角、耳朵和尾巴,身体却是猪的 模样。鹿猪对人类来说是个谜。它出没于亚洲、澳大利亚交界的林 带,是苏拉威西岛独有的动物。 鹿猪做为群居动物,每个群体有2到5只。在茂密的森林里,它们 的行踪很难被发现。鹿猪胆小如鼠,警觉性很高,哪怕最轻微的响 动也会使它们溜之大吉。 二十世纪初,鹿猪还遍布苏拉威西全岛。而现在估计只有4千头 还栖息在一小片雨林里。随着人们对森林的开发,丛林已经日益稀 少。鹿猪在野外的生存变得困难重重。
科隆群岛(8000平方公里)
所属国:厄瓜多尔
科隆群岛距南美海岸966公里,是一群火山岛,由7 个大岛、100多个小岛组成,是世界著名的“具有独 特生态系统”的岛屿。 岛上多高山峻岭,许多地方怪石嶙峋,因此,初发现 这个群岛时,称它为“斯坎塔达斯岛”(西班牙语为 “魔鬼岛”)。在科隆群岛上生存有许多很大的乌龟, 所以后来又称它为“加拉帕戈斯群岛”(巨龟之岛)。 厄瓜多尔统治这些岛后,将其改名为“科隆群岛”。 岛上植物有700多种,其中250种是特有种。沿岸干 旱低地疏落分布着仙人掌和灌木丛,高地生长着羊齿 类植物和禾本科草类,介于低地和高地之间地区则覆 盖着森林。动物约有700种,鸟类80种,昆虫众多。
举例: 分布在南亚热带的一些马尾松林,其乔木层以马尾 松占优势,灌木丛以桃金娘占优势,草本层以芒萁 占优势。 各层有各自的优势种,其中优势层中的优势种起着 构建群落的作用,称为建群种。即马尾松为该群落 的建群种。
(3)亚优势种 个体数量与作用都次于优势种,在决定群落性质和控 制群落环境方面也起着一定作用的物种。在复层群落 中,它通常居于较低的亚层。
岛屿生物地理学的平衡模型
迁 入 率 或 灭 绝 率 迁入的 新物种
物种灭绝
随着岛屿 物种数的 增加,新 物种的迁 入率减少
出现在平 衡点处的 物种数
● 出现的物种数
●
与此同时, 随着岛屿上 出现的物种 数增加,物 种的灭绝率 上升 物种库中的 总物种数
3、岛屿生态与自然保护 在同样面积下,一个大保护区好,还是若干小保护区好,这决定 于下列情况: (1)若每一小保护区内都是相同的一些种,那么大保护区能支持 更多的种; (2)从传播流行病而言,隔离的小保护区有更好的防止传播作用; (3)如果在一个相当异质的区域中建立保护区,多个小保护区能 提高空间的异质性,有利于保护物种多样性; (4)对密度低、增长率慢的大型动物,为了保护其遗传性,较大 的保护区是必需的。保护区过小,种群数量过低,可能由于近交 使遗传特征退化,也易于因遗传漂变而丢失优良物种的特征; (5)在各个小保护区之间的“通道”或走廊,对于保护是很有帮 助的,它能减小被灭亡的风险,细长的保护区,有利于迁入。
二、群落生态学
群落生态学研究聚集在一定空间范围内的不同种 生物与生物之间、生物个体之间的关系,分析生 物群落的组成、特征、结构、机能、分布、演替 及群落分类、排序等问题。
第二节 群落的组成
一、物种组成的性质分析 1、群落成员的组成(以植物群落为例) (1)优势种 在群落中能有效控制能量流动和物质循环并对群落的结 构和群落环境的形成具有明显的控制作用的生物种。 特征:个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积大、 生活能力强。 (2)建群种 把优势层中的优势种称为建群种。 特征:决定着群落的外貌,而且也控制着群落的生态环 境和群落中的其他组成成分。
关键种
优势种
海獭
海胆
褐藻
2、群落的生活型组成 生活型谱:是分析一定地区或某一群落内各类生活型的 数量对比关系。 该群落内该生活型的植 物种数 某一生活型的百分率 100% 该群落内全部生活型的 种数
高位芽植物 热带雨林 (云南西双版纳) 亚热带常绿阔叶林 (滇西) 暖温带落叶阔叶林 (秦岭北坡) 中温带暗针叶林 (长白山西坡) 温带草原 (东北) 亚高山草甸 (云南东北部) 94.7 地上芽植物 5.3 地面芽植物 0 地下芽植物 0 一年生植物 0
三、群落的垂直结构 主要是指群落成层现象。
D
C
B
A
A草被层;B灌木层;C下木层;D林冠层
四、群落的时间结构 很多环境因素具有明显的时间节律,如昼夜 节律和季节节律,所以群落结构也随时间而 有明显的变化,这就是群落的时间结构。
浮游植物
浮游动物
五、群落的交错区与边缘效应 1、群落的交错区: 两个或多个群落或生态系统之间的过渡区域。 2、边缘效应: 由于群落交错区生境条件的特殊性、异质性和不稳 定性,使得毗邻群落的生物可能聚集在这一生境重 叠的交错区域中,不但增大了交错区中物种的多样 性和种群密度,而且增大了某些生物种的活动强度 和生产力,这一现象称为边缘效应。
海 星
荔枝螺
石 鳖
帽 贝
贻 贝
藤 壶
龟 足
图 6.4 Paine 的岩石海岸群落 (引自 Begon et al. 1986)
Paine(1969)在一个海湾的岩石潮间带的试验观察表明:赭色豆海 星取食石鳖、帽贝、藤壶和龟足,在有海星存在的区域,有30个物 种共存,因为它经常取食数量最多的物种。而去除海星的试验区, 则藤壶很快成为优势种。一年后藤壶又被贻贝和龟足所排挤,三年 后群落中的物种从30个减到8个。因此,海星具有控制群落结构稳 定性的能力。
马达加斯加岛 (62万km2)
所属国:马达加斯加
无尾猬是同类古老哺乳动物中仅存下来的最后一 种活标本。马达加斯加岛与世隔绝的环境,成了 幸存的无尾猬的家园。无尾猬天生不适于爬行, 却生来能预防不测。事实上,它身上的刺可以防 御跌落下来时不堪设想的后果。 指猴原本也是马达加斯加岛上一种非常厉害的动 物,恼怒时会发出金属刮玻璃似的难听的声音, 谁敢侵犯它们定会遭到强烈反击。指猴只爱吃昆 虫的幼虫、小甲虫,特别是蛀干害虫,其习性颇 似树木医生——啄木鸟。但由于生态环境遭到破 坏,指猴已于20世纪60年代野生灭绝。
第五章 生态系统中的生物群落
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
生物群落及群落生态学 群落的组成 群落的结构 群落的演替 生物多样性与群落稳定性
第一节 生物群落及群落生态学
一、生物群落的基本特征 1、定义 一定空间和一定生境下具有一定生物种类组成、具有一 定结构和功能的生物集合体。 2、基本特征 (1)具有一定的种类组成 (2)具有一定的结构 (3)具有一定的动态特征 (4)不同物种之间存在相互影响 (5)具有一定的分布范围 (6)形成一定的群落环境 (7)具有特定的群落边界特征
无尾猬
马 达 加 斯 加 岛 是 狐 猴 的 乐 园
非洲马达加 斯加岛的环 尾狐猴喜欢 全家在一起 玩耍,享受 “天伦之乐”
马达加斯加岛神秘动物Fossa
由于马达加斯加岛的森林限制,fossa是岛屿上最大的野
保 持 它 在有 树一 上条 行很 动长 敏的 捷尾 和巴 平, 衡这 。样 可 以
பைடு நூலகம்
中国的三大自然区
西北干旱区
青藏高寒区 东部湿润区
待育肥家畜
草原牧区
带
错
交 牧
深加工产品
饲草料
东部农区
农
农副产品
草原牧区-农牧交错带-农区 生态—生产关系模式图
开拓有用边缘: 1、人类生存环境的布置 2、城市分布 3、农作物间作套种 4、桑基渔塘 控制有害边缘: 1、蝗虫的控制
珠江三角洲基塘
74.3
52.0 25.4 3.6 6.0 0
7.8
5.0 4.4 2.0 0 30.0
18.7
38.0 39.6 41.0 74.0 54.0
0
3.7 26.4 19.0 13.0 16.0
0
1.3 3.2 33.4 7.0 0
高山冻荒漠 (云南西北部)
二、物种组成的数量特征
1、密度:指单位面积或单位空间内的个体数。 2、多度:对物种个体数目多少的一种估测指标。 3、盖度:植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百 分比,即投影盖度。 4、频度:某个物种在调查范围内出现的频率。 5、高度:常作为测量植物体的一个指标,测量时取其 自然高度或绝对高度,藤本植物则测其长度。 6、重量:用来衡量种群生物量或现存量多少的指标。 7、体积:生物所占空间大小的度量。
龙 脑 香 (
Dipterocarpus tubinatus Gaertn.f.
)
加里曼丹岛的长鼻猴
苏拉威西岛(面积:17.94万km2)
所属国:印度尼西亚
苏拉威西岛同时拥有原始的有袋类的袋貂和先进的 灵长类的几种猕猴,而岛上更出名的珍贵物种有长 着奇特獠牙的鹿豚和个体十分矮小的倭水牛。在密 林中则能看到世界上种类最多的鼯鼠、独特的鼯猴、 飞蜥、飞壁虎、飞蛇和飞蛙等轻松地从一棵树转移 到另一棵树。 在苏拉威西岛上生活着全世界公认最美丽的蝴蝶。
第三节 群落的结构
一、群落的外貌 二、群落的水平结构 三、群落的垂直结构 四、群落的时间结构 五、群落的交错区与边缘效应 六、岛屿效应 七、干扰对群落结构的影响
一、群落的外貌
决定群落外貌的因素: (1)植物的生活型; (2)组成物种; (3)植物的季相; (4)植物的生活期。
二、群落的水平结构 1、定义:是指群落在水平方向上的配置状况或水平 格局,生物种群在水平上的镶嵌性,也称作群落的 二维结构。 例如:斑块状镶嵌 2、导致水平结构的复杂性有三方面原因: (1)亲代的扩散分布习性 (2)环境异质性 (3)种间相互作用的结果 例如:陆地群落中植被的水平格局的主要决定因素
2、MacArthur的平衡说
岛上无留居种时,任何迁入个体都是新的,因而迁入率高, 随着留居种数加大,种的迁入率就下降;灭亡率则相反, 留居种数越多,灭亡率也越高。 迁入率曲线和灭亡曲线交叉点即为该岛上预测的物种数。 根据平衡说,可预测下列四点: (1)岛屿上的物种数不随时间而变化; (2)这是一种动态平衡,即灭亡种不断地被新迁入的种所代 替; (3)大岛比小岛能“供养”更多的种; (4)随岛距大陆的距离由近到远,平衡点的种数逐渐降低。