第V部分-群落生態(tài)學(xué)課件

第V部分群落生態(tài)學(xué)群落(community)：Anassociationofinteractingspeciesinhabitingsomedefinedarea(指生活在特定區(qū)域里相互作用的種群集合體)第12章SpeciesAbundanceandDiversity

(物種數(shù)量和多樣性)昆蟲細菌真菌病毒Speciesrichnessofmaingroupsoforganisms植物和藻蛛形綱線蟲脊索動物Oneofpioneersleadingbiodiversityconservation12.1speciesabundance(1)TheLognormalDistribution(對數(shù)正態(tài)分布)Preston’sgraphplotslog2ofspeciesabundanceagainstthenumberofspeciesineachabundanceinterval.

(把物種的個體數(shù)量從少到多分組，如1－2，2－4，4－8，以2的倍數(shù)為分組標準（log2N），作為橫坐標，各組的物種數(shù)為縱坐標，得到的圖形均為“鐘形”曲線，即正態(tài)曲線，稱此為“對數(shù)正態(tài)（lognormal)”分布。Mostspeciesaremoderatelyabundant;fewareveryabundantorextremelyare思考題I畫一個典型的“對數(shù)正態(tài)分布”圖，包括縱坐標和橫坐標名稱2345678911（log2）2481632641282565121024（個體數(shù)）物種數(shù)Preston(1962)plottedforestbirdsinOhio,USA

Log2123456789Whittaker(1964)plottedspeciesabundanceofthedesertcommunity蓋度樣本大小與對數(shù)正態(tài)分布Whyaremostofplotsnot‘normal’(bell-shaped)?

291species（277species)

samplesizes

rarespecies12.2SpeciesDiversity(物種多樣性)

(1)speciesrichness物種豐富度，（2）speciesevenness均勻度b25treesin5species（1）MeasuringSpeciesDiversityMostoftenusedindex:Shannon-WienerIndex（H’）：

pi

＝theproportionofithspecies,

s=thenumberofspecies，H’islowestat0(only1species)，

H’ishighestatInS(allspeciesareequalinrelativeabundance)

。

′ShannonEvennessMeasure,J

H’inthesampleA:物種數(shù)量比例（pi)logepi

pi

logepi

210.84－0.174－0.14610.04－0.312－0.12910.04－0.312－0.12910.04－0.312－0.12910.04－0.312－0.129合計251.00（H’）

0.662

50.20－1.609－0.32250.20－1.609－0.32250.20－1.609－0.322450.20－1.609－0.322550.20－1.609－0.322Total251.00(H’)1.610SampleB

Theweaknessofindexindescribingbiodiversity?（兩個假想森林的等級－多度曲線把物種的個體相對數(shù)量與其豐盛度等級（按從多到少的等級排列）作圖，來表示物種多樣性和相對豐富度，就得到等級－多度曲線。該等級-多度曲線表明，群落a中以1種樹為優(yōu)勢，而群落b中的5種樹各占相等比例豐盛度等級（從高到低）數(shù)量所占比例較小的斜率表明均勻度較大線長度代表豐富度2）Rank-AbundanceCurve(等級－多度曲線）Plottherelativeabundanceofspeciesagainsttheirrank

inabundance加利福尼亞海灣兩暗礁魚群落的等級－多度曲線葡萄牙北部兩水生棲息地石蛾群落的等級－多度曲線思考題II1何為物種豐富度和均勻性？Shannon-Wiener指數(shù)由哪幾項組成？豐富度和均勻性是如何影響等級－多度曲線的？12.3EnvironmentalComplexity(1)ForestComplexandBirdSpeciesDiversitySpeciesdiversityishigherincomplexenvironmentsMcArthurstudiestherelationshipbetweenfoliageheightdiversityandthenumberofbirdspecies。植被高度與鳥種數(shù)森林葉多樣性與鳥物種多樣性鳥物種多樣性（H’）Foliagediversitymeasure:3levels:0-0.6m、

0.6-7.6m,>7.6m。13communitiesinNorthAmerica.(2)Niches(生態(tài)位),heterogeneity(環(huán)境異質(zhì)性),andDiversityofAlgaeandPlants（1）水藻和陸生植物的生態(tài)位Tilman（1977）研究了兩種硅藻的競爭，競爭結(jié)果取決于環(huán)境中主要營養(yǎng)元素硅與磷的比值（圖）。Hutchinson’s“Paradoxofplankton”:whyare

communitiesofplankton(浮游植物,藻)sodiverseinrelativelysimpleenvironments?

LakeTahoe，Nevada（2）EnvironmentHeterogeneity一塊舊農(nóng)田（4761m2）中氮和土壤水分的空間變化Robertson’team(1988）measuredspatialvariationinnitrate(NO3)andsoilmoistureinanoldagriculturalfield.非洲加納0.1ha雨林樣地上植物種數(shù)與土壤肥力營養(yǎng)與植物和水藻物種多樣性存在負相關(guān)關(guān)系(3)AlgalandPlantSpeciesDiversityandincreasedNutrientAvailability英國洛桑地區(qū)土壤肥力與植物多樣性Competition:營養(yǎng)豐富時就會減少限制性營養(yǎng)元素，最后，植物或水藻就只競爭唯一的資源－光，那些能最有效地利用光的物種占絕對優(yōu)勢。12.4Disturbance(擾動)andBiodiversityW.Sousa（1984）definedDisturbanceas：

一種不連續(xù)的、間斷性的殺死、替代或損害一個或多個個體，從而為新來的個體或集群的建立創(chuàng)造機會的現(xiàn)象。TheIntermediateDisturbancehypothesis:

Intermediatelevelsofdisturbancepromotehigherdiversity.（2）TheIntermediateDisturbanceHypothesis(中度擾動假說)J.Connel

（1975，1978）預(yù)測，中度水平的擾動會促使多樣性提高，而低強度和高強度擾動都使多樣性降低。他認為，如果擾動頻繁而且強度大，則群落中僅有少數(shù)幾個物種能夠完成生活周期；如果擾動少而輕，群落則僅限于那幾個最有效的競爭者；但當(dāng)擾動適中時，在擾動間隔期間物種有足夠的時間定居，但不足以發(fā)生競爭性排除。中度擾動假說（3）潮間帶的擾動和多樣性Sousa（1979）的研究：問題：潮間帶石頭滾動程度與無脊椎動物多樣性之間的關(guān)系。方法：根據(jù)風(fēng)浪對不同大小石頭的推動強度（用‘力’表示）分為三個擾動水平，用照像的方法監(jiān)測石頭被推動的程度：每月照1次，連續(xù)2年。觀察石頭上的海藻和無脊椎動物數(shù)量。擾動水平與潮間帶石頭上海藻和無脊椎動物的多樣性（4）溫帶草原的擾動和多樣性草原鼠的擾動與植被的綴塊分布草原鼠的擾動和植物多樣性草原鼠的擾動

植物多樣性在適中擾動水平的地方最大（圖）。WHY？

因為擾動太大的地方，只有個別強有利的定殖者占統(tǒng)治地位；擾動太小的地方，較強的競爭者占優(yōu)勢，排擠了其它競爭者；在擾動適中的地方，競爭者可以共存，因而使禾本科、非禾本科植物都存在，植物多樣性增高。植物多樣性相反的證據(jù)溪流無脊椎動物種數(shù)與擾動程度草原植物種數(shù)與火燒頻率第12章SpeciesAbundanceandDiversity

(物種數(shù)量和多樣性)關(guān)鍵概念Mostspeciesaremoderatelyabundant;fewareveryabundantorextremelyareAcombinationofthenumberandtheirrelativeabundancedefinesspeciesdiversitySpeciesdiversityishigherincomplexenvironmentsIntermediatelevelsofdistributionpromoteh