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1、Chapter 9 群落的分类和排序,群落分类 群落分类的两种观点 植物群落的分类单位 植物群落的命名 法瑞学派和英美学派的群落分类 群落的数量分类 群落排序 排序的概念 排序的类型 生物群落的类型,群落分类的两种观点,机体论(群丛单位理论) 群落类型是自然单位，有明确的边界 分类的途径，将群落归于从小到大的分类单位 个体论 群落是连续的，没有明确的边界 排序的途径，生境梯度分析方法研究群落的连续变化 实际情况 群落既有连续性的一面，又有间断性的一面 自然的和人为的分类,植物群落的分类单位,植被型组 植被型 高级单位 植被亚型 群系组 群系 中级单位 亚群系 群丛组 群丛 基本单位 亚群丛,中
2、国植物群落分类: 以群落本身的综合特征作为分类依据。主要分类单位分三级：植被型(高级单位)、群系(中级单位)和群丛(基本单位)。每一等级之上和之下又各设一个辅助单位和补充单位。高级单位的分类依据侧重于外貌、结构和生态地理特征，中级和中级以下的单位则侧重于种类组成,植物群落分类单位的说明,植被型组：建群种生活型相近、群落外貌结构相似 植被型：建群种生活型(一、二级)相同或相似、对水热条件的生态关系一致 植被亚型：植被型内优势层片或指示层片有差异 群系组：建群种亲缘关系、生活型(三、四级)近似、生境相近 群系：建群种或共建种相同 亚群系：群系内次优势层片及其反映生境条件有差异 群丛组：层片结构相似
3、、优势层片及次优势层片的优势种或共优种相同 群丛：层片结构相同、各层片的优势种或共优种相同 亚群丛：群丛内生态条件、群落发育年龄有差异,群落的命名,群丛： 将各层次的建群种或优势种和生态指示种的名称顺序排列 前冠词 Ass.，连接符 -，集合符 +，分隔符 / 草本群落习惯上使用 + 连接不同亚层的优势种 群丛组： 类似群丛，用于命名的种类为该群丛组各群丛的共同优势种类，前冠词 Gr. Ass. 群系： 名称中只使用建群种或共建种的名称，为共建种时，种间以 + 连接，前冠词 From. 其他高级单位：以群落外貌生态学方法命名,群丛的命名方法,如Ass.Larix gmelini-Rhodode
4、ndron dahurica-phyrola incarnata (即兴安落叶松-杜鹃-红花鹿蹄草群丛)。从该名称可知，该群丛乔木层、灌木层和草本层的优势种分别是兴安落叶松、杜鹃和红花鹿蹄草 如果某一层具共优种，这时用“+”相连。如Ass. Larix gmelini-Rhododendron dahurica-phyrola incarnata +Carex sp 单优势种的群落，就直接用优势种命名，如以马尾松为单优势种的群丛为马尾松群丛，即Ass.Pinus massoniana 或写成Pinus massoniana Association,层次判别,当最上层的植物不是群落的建群种，而是
5、伴生种或景观植物，这时用“”来表示层间关系(或用“|”或“( )”)。如 Ass. Caragana microphlla(或|)Stipa grandis-Cleistogenes squarrasa-Artemisia frigida或Ass.(Caragana microphlla)Stipa grandis-Cleistogenes squarrasa,在对草本植物群落命名时，我们习惯上用“+”来连接各亚层的优势种，而不用“-”。如 Ass. Caragana microphllaStipa grandis+Cleistogenes squarrasa+Artemisia frigid
6、a,群系的命名依据是只取建群种的名称，如东北草原以羊草为建群种组成的群系，称为羊草群系。即Form. Aneurolepidium chinense。如该群系的优势种是两个以上，那么优势种中间用+号连接。如两广地区常见的华栲+厚壳桂群系。即 Form. Castanopsis chinensis+Cryptocary chinensis,根据上述系统，中国生态学家于1980年完成了中国植被一书和中国植被图的制作。中国植被分为10个植被型组、29个植被型、560多个群系、群丛则不计其数 10个植被型组为：针叶林、阔叶林、灌草和灌草丛、草原和稀树干草原、荒漠包括肉质刺灌丛、冻原、高山稀疏植被、草甸
7、、沼泽、水生植被 29个植被型为：寒温性针叶林、温性针叶林、温性针阔叶混交林、暖温性针叶林、热性针叶林、落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、常绿阔叶林、硬叶常绿阔叶林、季雨林、雨林、珊瑚岛常绿林、红树林、竹林、常绿针叶灌丛、常绿草叶灌丛、落叶阔叶灌丛、常绿阔叶灌丛、灌草丛、草原、稀树干草原、荒漠、肉质刺灌丛、高山冻原、高山垫状植被、高山流石滩稀疏植被、草甸、沼泽、水生植被,法瑞学派和英美学派的分类系统,法瑞学派 植物区系-结构原则，归并法 以植物区系为基础，以群落种类组成为依据 排表法，多度-盖度级-群聚度，特征种、区别种 英美学派 群落发生演替原则，动态分类系统 双轨制分类系统,法瑞学派和英美学
8、派的群落分类,群落的数量分类,数学与生态学的集合 过程 属性数量化 相似系数计算(不同方法) 聚类分析(不同方法) 结果处理,N个样方p个物种数,距离系数,绝对值距离 D| xA xB| | yA yB| Djk | xj xk| 欧氏距离平方 D 2 ( xAxB) 2 ( yAyB )2 D jk2 (xj xk ) 2 Bray-Curtis距离 B(jk)= | xj xk| / | xj+ xk|,聚类分析,分类样方(Q分析) 计算实体间的相似矩阵C6 找出最相似的两个样方进行一次合并 重算(61)(61)的相似距阵 重复合并过程直到全部样方并成一组,群落的排序,群落排序的概念：对群
9、落调查的样地按照相似度次序，分析样地之间及其与生境之间的相互关系 群落排序的类型 - 直接排序，又称直接梯度分析 以群落生境或其中某一生态因子的变化排定样地次序 - 间接排序，又称间接梯度分析 以群落中物种出现与否、种的频度、盖度等植物群落本身属性排定群落样地的次序,排序的原理,通过降维，使原来要用p个原始数据描述的实体，在尽量保留原数据特征的条件下，利用最少数据(排序坐标)来描述，有利于揭示原始数据反映的规律。 按属性排序实体称正分析(normal analysis)，或叫分析(Q analysis) 按实体去排序属性的叫逆分析(inverse analysis)或叫分析(R analysi
10、s),6个林分7个树种的多度数据,相异似数 B(jk)= | xj xk| / | xj+ xk|,间接梯度分析极点排序法,极点排序法(Polar ordination)(PO法) (Bray-Curtis方法) (BC法) 1. 计算相似和相异似数矩阵,间接梯度分析极点排序法,L,x,h,a,b,c,Da,Db,h2 =Da2-x 2 = Db 2 -(L-x) 2, x =(L2+Da2-b2)/2L; h =(Da2-x 2 ) 1/2,间接梯度分析极点排序法,2. 第一排序轴X的选择,间接梯度分析极点排序法,3. 第二排序轴Y的选择,间接梯度分析极点排序法,4. 排序的图形表示,直接梯
11、度分析,Whittaker的梯度分析原理：用与坡向垂直设置的样带，将坡向从深谷到南坡分为5级，将样带中的树种分四等，计算样带的湿度指标，然后在高度对湿度的二维空间中排序(右图为示意图),间接梯度分析主成份量分析(PCA法),主成份量分析 将一个综合考虑许多性状的问题，在尽量少损失原有信息的前提下，找出少量几个(个)主成份量，然后将各个实体在一个23维的空间中表示出来，从而达到直观明了地排序实体的目的。,a、b、c、d、e、f为属性，A、B、C、E、D为实体；x、y为代表综合信息的2维，即主成份维(右图为示意图),生物群落的类型,陆地生物群落 影响生物群落格局的因素 主要生物群落类型 淡水生物群
12、落 包括湖泊、池塘、河流等群落 海洋生物群落 其他：河口、盐沼、红树林,影响陆地生物群落格局的因素,纬度：决定太阳辐射量从而影响生物群落分 经度：经度与海陆分布格局有关，决定了陆地受海洋影响不同从而影响群落分布 海拔：海拔影响环境温度和降水量，从而影响群落分布 其他：其他如地质地理因素，人为因素等都影响着陆地群落的格局,陆地生物群落,森林生物群落参见世界森林分布 热带雨林群落 常绿阔叶林群落 落叶阔叶林群落 北方针叶林群落 草原生物群落参见欧亚草原分布图 荒漠生物群落参见中国荒漠自然条件，荒漠草甸,热带雨林 in Borneo,Tropical Broadleaf Evergreen Fore
13、st: The Rainforest,Temperate Broadleaf Deciduous Forest,Taiga or Boreal Forest,Tropical dry forestin Galapagos Islands During the wet and dry seasons,温 带 森 林 美 国 加 利 福 尼 亚,The thick bark of the cork oak of the Mediterranean region protects the tree from fire,北美红松林,Wood storage in a temperate forest
14、in Alaska,阔叶林，俄国西伯利亚,Temperate grassland and native grazers,Tropical savanna and grazers in Kenya,Domestic cattle on an African savanna,杜鹃灌丛,Similarity among desert plants: (a)cactus in North America, (b)Euphorbia in Africa,Tundra landscape and caribou in Alaska,Mt. Denali(麦金利峰)，Alaska,河口、盐沼地、红树林,河流和海洋或陆地与海洋2种环境的过渡地带 盐沼地 结构：有潮间带小溪，随潮水盈缩 环境条件： 光、温、水、盐和氧气随潮水盈缩而变化 生物学条件：盐沼地群落中植物多以草本植物为优势种(在红树林则为木本） 人类影响严重:人类开发和污染导致原来的环境变化,盐沼群落景观 世界盐沼分布 红树林的分布,红树林,本章结束,世界人类文化遗产，自然景观部分(九寨沟),