生物群落的组成与结构四节图片版市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

第四节第四节 影响群落构成和结构原因影响群落构成和结构原因1 1 空间异质性空间异质性生态因子在空间分布不均匀性及其复杂性生态因子在空间分布不均匀性及其复杂性。空间异质性程度越高，意味着有愈加多样空间异质性程度越高，意味着有愈加多样小生境，因此能允许更多物种共存。小生境，因此能允许更多物种共存。一一 空间异质性与群落结构空间异质性与群落结构第1页第1页2 空间异质性组成（1）非生物环境空间异质性 小地形、土壤等改变形成不同小生境。（2）生物空间异质性（植物群落垂直结构、水平结构对 动物多样性影响等）第2页第2页 生物原因对群落形成起着主要作用。生物原因对群落形成起着主要作用。其中作用最大是其中作用最大是竞争竞争和和捕食捕食作用。作用。竞争造成生态位分化，生态位竞争造成生态位分化，生态位 分化又会引起资源利用问题。分化又会引起资源利用问题。二二 生物原因生物原因1 1 竞争对群落结构影响竞争对群落结构影响第3页第3页Galapagos群岛上达尔文莺鸟嘴长度分化群岛上达尔文莺鸟嘴长度分化与食性分化关系与食性分化关系第4页第4页 Galapagos群岛上达尔文莺起源于群岛上达尔文莺起源于 同一个物种。同一个物种。当只有一个地面取食鸟时，其嘴长约当只有一个地面取食鸟时，其嘴长约10mm。当有两种以上时，其最小型鸟嘴平均当有两种以上时，其最小型鸟嘴平均 长长8mm，大一些鸟嘴平均长，大一些鸟嘴平均长12mm。但没有鸟嘴为但没有鸟嘴为10mm鸟。鸟。反应了达尔文莺食性分化。反应了达尔文莺食性分化。第5页第5页一个稳定群落中，由于各种群在一个稳定群落中，由于各种群在群落中含有各自生态位，种群间群落中含有各自生态位，种群间能避免直接竞争，从而又确保了能避免直接竞争，从而又确保了群落稳定。群落稳定。第6页第6页群落是一个种群互相作用、生态位分化群落是一个种群互相作用、生态位分化种群系统，各种群在它们对群落时间、空间种群系统，各种群在它们对群落时间、空间和资源利用方面，以及互相作用也许类型和资源利用方面，以及互相作用也许类型方面，都趋向于互相补充而不是直接竞争。方面，都趋向于互相补充而不是直接竞争。因此，由多个种群构成生物群落，要比单因此，由多个种群构成生物群落，要比单一个群群落更能有效地利用环境资源，维持一个群群落更能有效地利用环境资源，维持长期较高生产力、含有更大稳定性长期较高生产力、含有更大稳定性。第7页第7页捕食者食谱宽窄对群落结构有主要影捕食者食谱宽窄对群落结构有主要影响。响。泛化捕食者泛化捕食者以各种猎物为食，当提供应它各种以各种猎物为食，当提供应它各种食物时，对食物基本没有选择性食物时，对食物基本没有选择性。2 2、捕食对群落结构影响、捕食对群落结构影响第8页第8页比如比如 兔子以各种植物为食物，当假设植物兔子以各种植物为食物，当假设植物 适口性相同时，在适口性相同时，在捕食压力不大捕食压力不大时，竞争力强、时，竞争力强、占优势植物种被吃掉机会不小于非优势种，捕占优势植物种被吃掉机会不小于非优势种，捕食减少了优势种竞争力，因而有助于竞争力弱食减少了优势种竞争力，因而有助于竞争力弱者生存。群落物种数增长。者生存。群落物种数增长。当当捕食压力过大捕食压力过大时，所有种类都受到不利时，所有种类都受到不利 影响，群落物种数减少。影响，群落物种数减少。植物种多样性与兔子捕食强度之间植物种多样性与兔子捕食强度之间 关系为单峰曲线。关系为单峰曲线。第9页第9页 选择性捕食者选择性捕食者 以各种猎物为食，当提供应它各种食物以各种猎物为食，当提供应它各种食物时，对食物有明显喜好差别（选择性）。时，对食物有明显喜好差别（选择性）。假如被选择喜食种属于假如被选择喜食种属于优势种优势种，则捕，则捕食提升多样性。食提升多样性。但是，假如捕食者喜食是竞争上占劣但是，假如捕食者喜食是竞争上占劣势种类势种类（非优势种）（非优势种），则结果相反，捕，则结果相反，捕食减少了多样性。食减少了多样性。第10页第10页 特化捕食者特化捕食者只选择某类食物为食。只选择某类食物为食。很容易控制被捕食种群。很容易控制被捕食种群。用来控制有害种群数量。用来控制有害种群数量。第11页第11页1 1、干扰概念、干扰概念 字面含义：正常过程打扰、中断。字面含义：正常过程打扰、中断。偶然发生不可预知事件，它迫使物种偶然发生不可预知事件，它迫使物种 经受某种选择压力。经受某种选择压力。三三 干扰对群落结构影响干扰对群落结构影响 第12页第12页2 2 干扰性质干扰性质（1 1）广泛性）广泛性（2 2）相对性）相对性（描述干扰参数：分布、强度、频率）（描述干扰参数：分布、强度、频率）（3 3）不协调性：在群落中形成异质性）不协调性：在群落中形成异质性 斑块斑块。第13页第13页3 干扰与层盖度 干扰对群落中不同层（不同层片）影响是不同.比如，(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，随即逐步降低，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40年中，各层盖度与不受干扰地段显现出很大差异。第14页第14页第15页第15页4 4 干扰与群落缺口形成与重新侵占干扰与群落缺口形成与重新侵占 干扰使得连续群落出现断层（缺口）。干扰使得连续群落出现断层（缺口）。比如：森林中林窗、草原中老鼠频繁活动比如：森林中林窗、草原中老鼠频繁活动 形成挖掘小斑块等。形成挖掘小斑块等。缺口重新恢复或侵占普通有两种形式缺口重新恢复或侵占普通有两种形式（过程）。（过程）。（1 1）抽彩式竞争）抽彩式竞争（2 2）小演替）小演替第16页第16页（1 1）抽彩式竞争抽彩式竞争 概念概念 缺口被周围群落任何一个种类侵入缺口被周围群落任何一个种类侵入 和占有并发展成为优势种，哪个种成为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原因。优势种完全取决于随机原因。第17页第17页 抽彩式竞争出现条件抽彩式竞争出现条件 a a 含有许多缺口；含有许多缺口；b b 对于每个缺口，含有许多对缺口物理对于每个缺口，含有许多对缺口物理 环境适应能力相等物种；环境适应能力相等物种；c c 任何一个一旦侵入缺口，在其生活史任何一个一旦侵入缺口，在其生活史 过程中能制止后入侵其它物种再入侵过程中能制止后入侵其它物种再入侵。第18页第18页在满足这些条件下，对缺口种间竞争在满足这些条件下，对缺口种间竞争结果完全取决于随机原因，即先入侵种结果完全取决于随机原因，即先入侵种取胜，至少在其一生之中为胜利者。取胜，至少在其一生之中为胜利者。当先侵入种死亡后，缺口再次成为空当先侵入种死亡后，缺口再次成为空白，下一次哪个种类入侵又是随机。白，下一次哪个种类入侵又是随机。当干扰不断形成缺口时，群落整体上就有当干扰不断形成缺口时，群落整体上就有更多物种共存，物种多样性将明显提升更多物种共存，物种多样性将明显提升。第19页第19页（2）小演替 概念 伴随时间推移，缺口相继被不同物种所占据。即：缺口中物种更替是有规律。第20页第20页 过程过程 新打开缺口先是被扩散能力强或适应能新打开缺口先是被扩散能力强或适应能力强物种占据，它们被称为力强物种占据，它们被称为先锋种先锋种，由，由于于先锋种先锋种活动，改变了缺口环境条件，活动，改变了缺口环境条件，有助于其它物种入侵，这些种得以进入有助于其它物种入侵，这些种得以进入缺口，缺口，先锋种先锋种被排挤被排挤，这种物种顺序，这种物种顺序取代过程不断进行，直到缺口被顶级种取代过程不断进行，直到缺口被顶级种取代，缺口逐步恢复原状。取代，缺口逐步恢复原状。第21页第21页5 5 干扰频率对物种多样性影响干扰频率对物种多样性影响 中度干扰假说中度干扰假说 即中档程度干扰水平能维持高多样性。即中档程度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，假如在一次干扰后少数先锋种入侵缺口，假如干扰频繁，则先锋种不能发展到演替中期，干扰频繁，则先锋种不能发展到演替中期，因而多样性较低；因而多样性较低；假如干扰间隔期很长，使演替过程能发展假如干扰间隔期很长，使演替过程能发展到顶极期，多样性也不很高；到顶极期，多样性也不很高；只有中档于扰程度使多样性维持最高水平，只有中档于扰程度使多样性维持最高水平，它允许更多物种入侵和定居。它允许更多物种入侵和定居。第22页第22页6 6 干扰理论与生态管理干扰理论与生态管理 用生态学原理指导人类生产。用生态学原理指导人类生产。如最大连续产量获取如最大连续产量获取。第23页第23页1 1 岛屿概念岛屿概念（1 1）岛屿：被海洋包围小块陆地。）岛屿：被海洋包围小块陆地。（2 2）岛屿生境：被不相同生境多包围）岛屿生境：被不相同生境多包围片段。片段。四四 岛屿与群落结构岛屿与群落结构第24页第24页2 2 岛屿物种数与面积关系岛屿物种数与面积关系 岛屿中岛屿中物种数目物种数目与岛与岛面积面积有密切关系。有密切关系。许多研究证实，岛面积越大，种数越许多研究证实，岛面积越大，种数越多多 并能够用简朴方程描述：并能够用简朴方程描述：S=cA S=cAz z3 3 岛屿效应岛屿效应岛屿面积越大，种数越多现象。岛屿面积越大，种数越多现象。第25页第25页(二)MacArthur平衡说岛屿上物种数决定于物种迁入和灭亡平衡。这是一个动态平衡，不断地有物种灭亡，也不断地由同种或别种迁入而补偿灭亡物种。依据平衡说，可阐明下列4点：岛屿上物种数不随时间而改变；这是一个动态平衡，即灭亡种不断地被新迁入种所代替；大岛比小岛能“供养”更多种；随岛距大陆距离由近到远，平衡点种数逐步减少。第26页第26页1 1 物种丰富度模型构成物种丰富度模型构成（1 1）资源连续体（）资源连续体（R R）长度代表群落有效资源范围。长度代表群落有效资源范围。（2 2）生态位平均宽度（）生态位平均宽度（n n）（3 3）生态位平均重叠（）生态位平均重叠（o o）三者大小与改变影响群落物种多样性。三者大小与改变影响群落物种多样性。五五 物种丰富度简朴模型物种丰富度简朴模型第27页第27页第28页第28页第29页第29页第30页第30页2 2 影响群落结构各个原因与丰富度模型影响群落结构各个原因与丰富度模型1 1 空间异质性（空间异质性（1 1）2 2 竞争（竞争（1 1）、（）、（2 2）、（）、（3 3）3 3 捕食（捕食（4 4）、（）、（3 3）4 4 干扰（干扰（1 1）、（）、（4 4）5 5 岛屿（岛屿（4 4）、（）、（1 1）第31页第31页