大亚湾浮游植物群落特征_孙翠慈

第26卷第12期2006年12月

生 态 学 报AC TA ECOLOGIC A SI NICA

Vol.26,No.12Dec.,2006

大亚湾浮游植物群落特征

孙翠慈1

,王友绍

1,*

,孙 松2,张凤琴

1

(11中国科学院南海海洋研究所,广州 510301;21中国科学院海洋研究所,青岛 266071)

基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向资助项目(KSCX2-SW -132;KZCX3-SW -214);广东省自然科学基金资助项目(032622);中国科学院南海海洋研究所知识创新工程前沿领域资助项目(LYQY200303)收稿日期:2005-08-08;修订日期:2006-03-10

作者简介:孙翠慈(1977~),女,河北石家庄人,博士,主要从事海洋生态学研究.E -mail:s uncuici722@tom.c om *通讯作者Correspondi ng author.E_mail:yswang@scsi https://www.sodocs.net/doc/703092611.html,

Foundation item :Thi s work was financiall y s upported by the project of knowledge i nnovati on progra m of Chi nese Academy of Sciences (No.KSCX2-SW -132,No.KZCX3-SW -214),the natural science of foundation of Guangdong(No.032622)and the project of knowledge i nnovati on program of South China Sea Institute of Oceanology (No.LY QY200303)

Received date :2005-08-08;Accepted date :2006-03-10

B iography :SUN Cui_Ci,Ph.D.,mainly engaged i n marine ecology.

摘要:于2002年冬、春、夏和秋季对大亚湾浮游植物进行采样调查,分析了浮游植物的种类组成、丰度、优势种、多样性及群落结构的季节变化特征和平面分布特征。并讨论了浮游植物与营养盐、水温及环流等环境因子之间的关系。2002年大亚湾浮游植物共鉴定出48属114种(包括变型和变种),丰度范围在5179@104~5137@106cells P m 3之间,平均值为1114@106cells P m 3。其中硅藻共37属84种,其种数和细胞丰度都占绝对优势,平均丰度为1108@106cells P m 3,其次为甲藻,9属23种,平均丰度为9191@104cells P m 3。此外还鉴定出蓝藻和金藻。大亚湾浮游植物丰度变化呈单一周期型,春夏季高,秋冬季节低。虽然硅藻的丰度占优势,但秋季硅藻丰度降低(占总丰度7518%)使甲藻和蓝藻所占比例上升。研究得出春夏季大亚湾浮游植物主要以沿岸暖水性种类为主,秋季和冬季除沿岸暖水种之外,广布种和大洋种也较多,尤其在冬季后者占优势。大亚湾浮游植物优势种类多,不同季节既有交叉又有演替。与以往调查资料相比,部分优势种发生变化,优势程度顺序和细胞丰度发生了一定改变,个体较大的细胞丰度优势逐渐增加。另外,受季风、潮流、地理位置及人类活动影响,大亚湾浮游植物丰度和群落结构有一定的季节和平面分布特征。大亚湾浮游植物的多样性在夏季偏低,尤其在大亚湾核电站和大鹏澳养殖区附近表现明显。大亚湾浮游植物的丰度、种数、优势种演替及群落结构等其它群落特征与营养盐尤其是氮、磷和N P P 、水温、环流等环境因子密切相关。关键词:浮游植物;群落特征;大亚湾

文章编号:1000-0933(2006)12-3948-11 中图分类号:Q178.1 文献标识码:A

Analysis dynamics of phytoplankton community characteristics in Daya Bay

SUN Cu-i Ci 1

,WANG You -Shao

1,*

,SUN Song 2,ZHANG Feng -Qin 1

(11South China Se a Institute o f Oce anology ,Chine se Ac ade my o f

Sciences ,Guangzhou 510301,China ;21Institute o f Oc eanology ,Chinese Acade my o f Sc ienc es ,Qingdao 266071,China ).Acta Ecologica Sin ica ,2006,26(12):

3948~3958.

Abstract :Daya Bay is one of a series of large bays along the southe rn coast of China,characte rized by low rates of water exchange with seawater.Daya Bay has been subjected to red tides,which have attributed to a deterioration of ec osystem ove r several decades.To assess its current status,phy toplankton composition,abundance,community structure and diversity were investigated in eac h season in 2002.Furthe rmore,the rela tionships were discussed between its cha racteristic s and the variation of environmental fac tors,mainly nutrients,temperature influenced by anthropological activity and salinity.Results showed that a total of 48gene ra and 114species of phytoplankton were identified.The largest c omponent was Bacillariophyta containing 84ta xa.Pyrrophyta was the next most c ommon with 9genera and 23species.Cyanophyceae and Chrysophyta were also recorded within the study area.The cells abundance of phytoplankton varied fro m 5179@104to 5137@106cells P m 3with an average of 1114@106

cells P m 31Diato ms (the a verage of 1108@106c ells P m 3)were the predominant abundance recorded over the year.However,the percentage of diatoms (7518%)in autumn was lower than other seasons.Dinofla gellate s (the a verage of 9191@104cells P m 3)were the sec ondly dominant group.Annual varia tio -ns of the phytoplankton community in the Daya Bay show a typical one -peak c ycle,with the highest cell abundance peak recorded in summer and the lo west recorde d in autumn.The ecotype s of phytoplankton were mostly alongshore warm -wa ter specie s,ho wever,marine warm -water species and eurytopic species in winter and autumn a re more abundant tha n the other seasons,especially in winter,which were dominant ecotype s.In Daya Bay the dominant species were diverse and va riable with https://www.sodocs.net/doc/703092611.html,pared with the data in the last two decades,some dominant species,the do minant sequence and cells abundance have c hanged.Moreover,the total specie s decrease,but big cells diatoms appea ring mainly in winter and spring have increased since 1995,which has attributed to wa rd a higher primary produc tion over this time pe riod.The species diversity index of phytoplankton in Da ya Bay was lo w in summer,and the species diversity index especially around the nuclear power sta t ion and aquafarm was low in summer and https://www.sodocs.net/doc/703092611.html,munity struc ture and cells abundance were separa ted in relation to monsoon,current and anthropological ac t ivities.It is presented that the temperature and hydrodynamics in c onjunction with the patte rn of nutrients (DI N,DIP and the N P P)availability and depletion affec t the phytoplankton c omposition,abundance,c ommunity structure,co mmunity succession and the diversity.

Key words :phytoplankton;phytoplankton community charac teristic;Daya Bay

海洋浮游植物是海洋最重要的初级生产者,其种类组成、群落结构和丰度变动直接或间接的制约着海洋生产力的发展。在海洋生态系统中浮游植物能改变海洋碳通量[1]

、云返照率

[2]

和海水光通量与热通量[3]

,从

而改变全球气候,影响人类的生存。此外,海洋浮游植物的群落结构可以灵敏而迅速地反映环境的变化,不同的浮游植物的群落结构决定了其在生态系统中的功能差异,因此海洋浮游植物群落变化与环境变化是当今海洋生态学研究热点之一。

20世纪80年代初期,徐恭昭等对大亚湾浮游植物状况曾作过调查[4~6]

。大亚湾地处亚热带海区,浮游植

物呈现亚热带生物的共同特征。种类组成主要以暖水种类为主,其次是广温广布性种类。大亚湾浮游植物种

类繁多,其中硅藻类占70%以上,其次是甲藻类

[7]

。浮游植物数量周年变化呈单一周期型。近年来随着周边

人口增加、沿岸经济的迅速发展,大亚湾生态环境发生了较大的变化[7]

,由贫营养状态发展到中营养状态,局部出现富营养化趋势,在大亚湾澳头港附近水域多次发生赤潮。近些年对大亚湾浮游植物的研究仅限于局部海域或某个季节,均未涉及整个海域的浮游植物群落的季节性特征研究。

本文依据2002年大亚湾4个季度出海调查资料,对浮游植物的生态群落特征进行了较为详细的分析与讨论。

1 研究区域概况与研究方法

大亚湾位于珠江口东侧,地理位置介于113b 29c 42d ~114b 49c 42d E 、23b 31c 12d ~24b 50c 00d N 之间,被深圳大鹏半岛、惠阳南部沿海及惠东平海半岛三面环绕,西邻香港,南接广阔的南海。面积600km 2

,最大水深21m,平均为11m,是南海北部一个较大的半封闭性深水海湾。湾内岛屿众多。大亚湾余流为顺时针方向,且自湾口向湾内传播时潮流逐渐变小。水交换率较低,更新周期长。夏季粤东沿岸上升流带来高盐冷水使大亚湾夏季水分层。环境因子季节性变化明显[5]

。

大亚湾浮游植物调查于2002年1月(冬),4月(春),8月(夏)和10月(秋)共进行4次,每次采集站位12个(图1)。浮游植物采用全国海岸带调查规定的浮游生物ó型网从底至表拖网[8]

,样品立即用鲁格试剂固定保存(加入固定剂比例为2ml P dm 3

),浮游植物种类的鉴定和计数使用尼康Ys2-HF 万用显微镜。

物种多样性指数和均匀度和优势度采用以下公式计算:香农-威纳指数(Shannon -weaver)(H )[9]

H =-E s

i =1

p i

log p

i

均匀度指数(J )

[10]

J =

H

log 2s

394912期孙翠慈 等:大亚湾浮游植物群落特征

图1 大亚湾浮游植物调查站位图

Fig.1 Sampli ng stations of phytoplankton of Daya Bay

优势度值(Y )[11]

Y =(n i P N )@f i 。

式中,N 为采集样品中所有物种的总个体数,S 为采集样品中的物种总数,Pi 为第i 种的个体数与样品中的总个数的比值;n i 为第i 种的总个体数,f i 为第i 种在各站位出现的频率,Y 值大于0102的种类为优势种。3 结果

3.1 大亚湾浮游植物的种类组成

4个航次共鉴定浮游植物48属114种(包括变型与变种),包括硅藻、甲藻、蓝藻和金藻,其中硅藻不论从细胞丰度还是种数来看都占绝对优势,共37属84种,占总种类的7317%,其次为甲藻门,9属23种,占2011%(表1)。在硅藻中角毛藻属(Chaetoceros )种类最多共15种,根管藻(Rhizosolenia )次之有11种,甲藻门中的角藻(Ceratium )有11种。四季都出现的有42种,硅藻为34种,甲藻有8种。硅藻种数在夏季和秋季比较低,甲藻在秋季种类最多(表1),总体上季节间总的种数差异不明显。由于大亚湾为亚热带海湾,浮游植物种类以沿岸暖水性种类为主,其次是广温性种类和外海种,沿岸暖水种尤其以春季和夏季居多。而外海种则主要出现在秋冬季节。具边圆筛藻(Coscinodiscus marginatus )和奇异棍形藻(Bacillaria paradoxa G melin )在大亚湾以前未见正式报道。

3.2 浮游植物丰度的季节变化和平面分布特征

2002年大亚湾浮游植物的丰度范围在5179@104

~5137@106

cells P m 3

之间,平均值为1114@106

cells P m 3

。从图2可以看出,硅藻全年丰度范围为3161@104

~5126@106

cells P m 3

,平均为1108@106

cells P m 3

。秋季硅藻丰

3950 生 态 学 报26卷

度最低,平均为2182@105

cells P m 3

。夏季最高,平均为1182@106

cells P m 3

(图3)。甲藻全年丰度范围为8113@103

~1173@105

cells P m 3

,平均为9191@104

cells P m 3

。甲藻在春季丰度最高,夏季丰度最低,分别为1132@105

cells P m 3

和6112@104

cells P m 3

。硅藻在丰度上占绝对优势,但秋季硅藻丰度较低,仅占总丰度的7518%,而其它季节达90%以上;秋季甲藻丰度为1106@105

cells P m 3

,占总丰度比例有所增加,并且蓝藻门中铁氏束毛藻丰度增多,这可能与外海的入侵有关。

表1 2002年四季大亚湾浮游植物的种类组成Table 1 Phytoplankton composition in 2002in Daya Bay

种类Specie

季节Seas on

冬Winter

春Spri ng

夏Summer

秋Autumn

属P 种Genera P specie(percent i n total species,占总种数%)属P 种Genera P specie(percent

in total s pecies,占总种数%)属P 种Genera P s pecie(percent

i n total species,占总种数%)属P 种Genera P specie(percent

in total s pecies,占总种数%)

硅藻Baci ll ariophyta 32属60种(7819%)30属60种(7719%)28属53种(7416%)29属52种(7112%)甲藻Pyrrophyta 4属12种(1518%)4属12种(1516%)8属15种(2111%)7属19种(2610%)其它The other 3属4种(513%)3属5种(615%)3属3种(413%)2属2种(217%)总计Total

39P 76

37P 77

39P 71

39P

77

图2 硅藻4个季度的丰度图Fi g.2 Cell abundance of

diatoms

图3 甲藻4个季度的丰度图Fi g.3 Cell abundance of dinoflagellates

从图4~图7可以看出,以大鹏湾(3号站)、哑铃湾(8号站)及范和港沿岸3个地区浮游植物密度较高,其中哑铃湾区浮游植物丰度最大,春季和夏季分别为3178@106

cells P m 3

和5137@106

cells P m 3

。从整体上看,除冬季外大亚湾浮游植物的细胞丰度分布呈现西高东低,且自小湾内向小湾外递减,而在整个大亚湾中又呈现近岸高于离岸的特征,这个特征尤其在春夏季明显。春夏季节雨量较大,西部沿岸工业和养殖业都比较发达,由径流输入的营养盐通量较高,所以西部浮游植物的丰度较高。秋季雨量减少,径流输入对浮游植物丰度影响减弱,因此浮游植物的密度仅在养殖区附近的3号、8号和11号站较高。冬季10号站细胞丰度最高,丰度为1145@106

cells P m 3

。冬季降雨最少,径流输入的影响作用非常小,水动力条件成为浮游植物丰度分布的重要影响因子,大亚湾海域冬季为顺时针方向环流[4]

,因中央列岛对水流的缓冲作用使得中央列岛东北部的9号和10号站风浪微弱,这样有利于浮游植物自此密集。3.3 优势种

调查期间大亚湾优势种类多,其中多为硅藻,不同季节既有交叉又有演替。

冬季优势种以广温广布种(如爱氏角毛藻(Chaetoceros eibenii )、伏氏海毛藻(Thalassiothrix fraen feldii )和奇异棍形藻(Bacillaria paradoxa Gmelin))及外海暖水种(如距端根管藻(Rhizosolenia calcaravis )、笔尖根管藻(Rhizosolenia styli f ormis )和萎软几内亚藻(Guinardia flaccida ))为主(表2)。冬季大亚湾低温高盐,受外海水影响明显,因此适应这种条件的浮游植物占优势。虽然角毛藻数量占优势,但距端根管藻、萎软几内亚藻和夜光藻

395112期

孙翠慈 等:大亚湾浮游植物群落特征

(Noctiluca scintillans )体积大,生物量高,

所以对整个浮游植物的碳库影响较大。

图4 大亚湾冬季浮游植物丰度(@104cell P m 3)平面分布图Fig.4 The distri bution of cell abundance (@104cell P m 3)in

winter

图5 大亚湾春季浮游植物丰度(@104cell P m 3)平面分布图Fig.5 The dis tributi on of cell abundance (@104cell P m 3)in spring

春季由于适宜的水温(2013~27e )和雨季里入湾营养盐含量的增加使得某些近岸种如洛氏角毛藻(C 1lorenzianus )、窄细角毛藻(C 1affinis )、标志星杆藻(Asterionella notata )和尖刺拟菱形藻(Pseudo -nitzschia pungens )大量繁殖,成为春季优势种(见表2)。标志星杆藻是水体中度营养化的指示藻[29]

,除在4号和5号站

集中分布外,在8号和10号站数量也颇多,这表明大亚湾这几个区域处于中度偏高营养状态,水温、盐度和光

照等条件适宜时有可能引发赤潮。

图6 大亚湾夏季浮游植物丰度(@104cell P m 3)平面分布图Fig.6 The dis tributi on of cell abundance (@104cell P m 3)in

summer

图7 大亚湾秋季浮游植物丰度(@104cell P m 3)平面分布图Fig.7 The distributi on of cell abundance (@104cell P m 3)in autumn

3952 生 态 学 报26卷

夏季近岸种柔弱拟菱形藻(Pseudo -nitzschia 1delicatissima )、中肋骨条藻(Skeletonema costatum )和菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides )等为优势种(表2)。夏季水温最高(25~3118e ),盐度(2715~3015)低于其它季节,因此浮游植物以耐高温和盐度适应能力较强的种类占优势。

秋季近岸种骨条藻和菱形海线藻仍是优势种(见表2),但因营养盐在夏季被浮游植物的大量繁殖吸收未能得到及时补充,浮游植物的数量降低。大亚湾秋季是东北季风和西南季风的更替期,并时有台风,有利于南海外海水向近岸推进,并且受粤东上升流的影响,一些外海种兼暖水种如笔尖根管藻、铁氏束毛藻(Trichodes -mium thiebaultii )数量上升。

表2 2002年大亚湾浮游植物优势种

Table 2 Dominant sp ecies of phytoplankton in Daya Bay

季节

Season 优势种Do minant species 平均丰度Average

abundance(cells P m 3)

占总细胞丰度百分比

Percent in total abundance(%)

优势度Dominant Y 冬Winter

爱氏角毛藻Chaetoce ros e ibe nii 1111@1051718701164距端根管藻Rhi zosolenia calcar -avis 8186@1041413101131笔尖根管藻Rhi zosolenia styliformis 3125@104

512401052伏氏海毛藻Thalassiothri x frae nfeldii 3115@104

510901051洛氏角毛藻Chaetoce ros lorenzianus 3141@104

515101051萎软几内亚藻Guinardia flacc ida 3195@104

613901032夜光藻Noct iluca sc intillans

1186@10

4

310001030奇异棍形藻Bac illaria parado xa Gme lin

3149@104516501028春Spri ng

洛氏角毛藻Chaetoce ros lorenzianus 3126@10

5

1910301174窄隙角毛藻Chaetoce ros a ffinis 2148@1051414701145标志星杆藻Asterionella notata 2129@

105

1313901134尖刺拟菱形藻Pse udo -nitzschia punge ns 1196@1051114301114伏氏海毛藻Thalassiothri x frae nfeldii 7153@104414001044丹麦细柱藻Le ptocylindrus danic us 7126@104

412401042旋链角毛藻Chaetoce ros c urvise tus

7102@104

411001020夏Summer

柔弱拟菱形藻Pse udo -nitzschia delicatissima 4182@105

2518601259中肋骨条藻Skeletone ma costatum

4152@105

2412301242菱形海线藻Thalassionema nitzschioides 4134@1052312501233尖刺拟菱形藻Pse udo -nitzschia punge ns 6179@104316401036旋链角毛藻Chaetoce ros c urvise tus 7104@104317701028洛氏角毛藻Chaetoce ros lorenzianus

3171@104119901017秋Autumn

中肋骨条藻Skeletone ma costatum 7147@1042011401168菱形海线藻Thalassionema nitzschioides 6139@1041712301172铁氏束毛藻Tricho desmium thiebaultii 3104@104812001082叉形鳍藻Dinophysis miles

2152@104617901068尖刺拟菱形藻Pse udo -nitzschia punge ns 2118@104518901049具尾鳍藻Dinophysis caudata 1159@104412901043笔尖根管藻Rhi zosolenia styliformis 1145@104

319201039柔弱拟菱形藻Pse udo -nitzschia delicatissima 1188@104

510701038丹麦细柱藻Le ptocylindrus danic us

2101@10

4

5143

01027

3.4 群落结构和多样性指数及均匀度

3.4.1 群落结构 选取12个站位出现频率较高的40种浮游植物进行每个季节的聚类分析,指标间距离采用Pearson 相关系数,系统聚类方法采用最短距离法。聚类分析在spss1110统计软件中进行,结果见图8。 从图8可以看出,冬季位于外海水入湾处的1号站与湾内其它站位相差较远,因受环流影响大,此处大部分为广温广布种,并且未见沿岸暖水种爱氏角毛藻的出现。该站细胞丰度也较低,为7111@104

cells P m 3

。大亚湾澳头和中央列岛东侧(7~10号站位)的群落结构划分为一区,此区群落结构最复杂,细胞丰度大。在所有站位中8号站和9号站最相似,相似系数为01919。角毛藻、笔尖根管藻、萎软几内亚藻是这个区域的优势种,除爱氏角毛藻外,旋链角毛藻(C 1tortissimus Gran)、洛氏角毛藻和扁面角毛藻(C 1compressus Lauder)细胞丰度也比较高。大亚湾西北部范和港沿岸(11号)及湾东部沿岸(12号)为一区,这个区域的优势种主要是距端根管

395312期孙翠慈 等:大亚湾浮游植物群落特征

图8 冬、春、夏、秋群落结构聚类图

Fig.8 Dengrogram of phytoplankton i n Daya Bay of w i nter,spring,s ummer,autumn

藻,其次是爱氏角毛藻。西部的大鹏澳和澳口核电站附近为一个区,该区优势种不明显,细胞丰度低于湾北部和东侧的细胞丰度。

春季的群落结构与冬季有所不同。春季大亚湾水温升高,雨量增加,陆源营养盐输入通量开始增强,使沿岸种的数量增加。3号站和8号站群落结构相似,以洛氏角毛藻、窄细角毛藻、尖刺拟菱形藻等沿岸种为优势种。这两个站位于养殖区附近,并且沿岸有现代化工业区,营养盐结构相似,所以群落结构比较接近。4号站和5号站位于大亚湾核电站附近,标志星杆藻在此处密集,细胞丰度为8146@105

cells P m 3

,其次是洛氏角毛藻和窄细角毛藻。位于湾口的1号和2号站相似,与冬季相比沿岸暖水种类的丰度和种类增加,这是由于陆源输入通量从春季开始增强所致。这两个站优势种为洛氏角毛藻和伏氏海毛藻。另外,离岸较远的7、9、10和6号站受陆源输入影响较小,群落结构差异比较大。

夏季大亚湾浮游植物群落分为3大群体,湾西部、湾东部及湾口(1号和2号站)。这3个区优势种次序有一定程度的差异。湾西部又分为以哑铃湾和核电站为中心的两个区。哑铃湾(8号站)及其附近的7和9号站浮游植物群落相似程度最高,优势种次序是中肋骨条藻、菱形海线藻及柔弱拟菱形藻。而位于大鹏澳和核电站附近的3号、4号及5号站优势种次序为柔弱拟菱形藻、中肋骨条藻、菱形海线藻。湾西部的10、11、12号站的最大优势种是菱形海线藻。夏季大亚湾营养盐呈湾顶向湾口递减趋势,因此湾口处浮游植物丰度最低,且优势种不明显。

秋季群落结构区域划分类似于夏季。位于大亚湾东部的10、11、12站群落结构最相似,菱形海线藻在此区密集。湾西部的7、8、9站主要优势种与夏季类似,但数量比夏季低,且甲藻和蓝藻的种类增加。另外,5号和6号站以鳍藻和铁氏束毛藻为优势种,这里位于湾西部靠近入湾口的位置,可能受外海水影响较大,不利于近岸种生长。

总之,大亚湾3个区域内群落结构相似,即澳头区(8和9号站)、核电站区(3、4号和5号站)及湾东部(11、12号站),每个区之间又有差异。可以看出区域的划分与受人类活动影响的较大区域分布大致相似,这说明人类活动对生态系统的影响不仅表现为浮游植物的数量分布特征,其群落结构也不例外。其中不一致的地方可能是由于浮游植物个体小,营漂浮生活,其群落结构在一定程度上受环流和风向影响所致。

3.4.2 多样性指数和均匀度 从图9,图10中可以看出,大亚湾浮游植物的多样性指数和均匀度都很高,符

3954 生 态 学 报26卷

合低纬度海域浮游植物多样性规律。夏季的多样性指数和均匀度都低于其它季节。夏季水温高,阳光照射强,不适宜浮游植物生长,同时雨量多使盐度变化大,因此夏季优势种多为耐高温耐盐度变化的种类,占细胞总丰度的7314%,优势明显,故4个季节中夏季的多样性指数低于其它季节。物种多样性是指群落中物种数目的多少,它是衡量群落规模和重要性的基础。一般来讲,种类越多或者各种个体数量分布越均匀,物种多样性指数越大。均匀度代表群落内物种分布的均匀程度,是群落是否成熟和稳定的特征之一。从图9中可以看出,位于养殖区的3号站夏季和秋季的多样性指数最低,该区位于大鹏澳,为一个半封闭的小海湾,平均水深只有5m,有3条径流输入,与外界海域交换能力差,因此夏季降雨对大鹏澳内盐度和营养盐影响很大;这里水产养殖点密集,水域污染源还有工农业污水和生活污水;除此之外,附近核电站的温排水加大了夏季、秋季高温对浮游植物的抑制作用,受上述因素的综合影响,大鹏澳海域浮游植物的多样性和均匀度在夏季和秋季最低。冬季12号和11号站位多样性偏低,

是由于距端根管藻在此密集造成。

图9 大亚湾浮游植物多样性指数H

Fig.9 The diversity index of phytoplankton in Daya

Bay

图10 大亚湾浮游植物均匀度J

Fi g.10 The evenness index of phytoplankton i n Daya Bay

4 讨论

大亚湾浮游植物种类组成、丰度分布与人类活动的影响、营养盐、水温、盐度和环流等密切相关。关于大亚湾营养盐、水动力等环境要素已有不少学者作过研究

[12~16]

。

4.1 大亚湾浮游植物的种类组成及丰度动态变化与营养盐的关系

浮游植物是海洋有机物的初级生产者,其生长繁殖需要从水体中吸取无机营养元素。因此,海域水体中营养盐浓度的高低是浮游植物生长繁殖的主要决定因子。而N 、P 元素是营养盐中关键元素,大约以16B 1(Red field 比值)的原子数比例被浮游植物吸收

[17]

。有研究表明,N P P 比值改变会使浮游植物群落结构改变,

N P P 比值偏离Redfield 比值越远,硅藻的数量和种类就会减少[18]

。近20a 大亚湾浮游植物的种类变化非常大,

进入20世纪90年代中期,大亚湾种类有所减少(表3)。大亚湾沿岸的现代化工业和养殖业迅速发展,使大亚湾海域近20a 的溶解无机氮(TIN )持续上升且幅度很大。1982~1983年仅为18L g P L,而1998~1999年已高达80L g P L,氮的增加加速了磷酸盐的生物转化。虽然大亚湾海域春末到秋初(4~9月份)集中了全年80%的降雨量,但是降雨后所形成的地表径流没有给大亚湾海域的磷酸盐带来太大的增殖[15]

,大亚湾磷酸盐含量变化

主要与外海水的入侵补给、有机质矿化及磷的再生有关

[19]

。浮游植物大量消耗磷酸盐而未得到有效供给,导

致磷酸盐与TIN 相反,平均值逐年下降,大亚湾营养盐由原来的N 限制转变成P 限制。调查1985~1986年N P P 值为114,随后开始上升,到1988~1989年N P P 值为1717,最接近Redfield 比值,其中N P P 对浮游植物的影响得到了很好的体现,在1987年和1990~1991年,浮游植物种类繁多,达200种以上。这几年很可能就是由N 限制转变成P 限制的转折点。1997年至1998年我国海域受厄尔尼诺影响较大,南海许多海域爆发了几次大规模的赤潮,大亚湾虽未发生危害严重的赤潮,但浮游植物的数量高,甲藻数量也明显增加,而且硅藻、甲藻水华相继发生

[23]

,因此1998年种类较少。

根据近几年对大亚湾营养盐调查,大亚湾水域TI N 浓度无论表层或底层均是春季最低,秋季最高,而磷酸

395512期孙翠慈 等:大亚湾浮游植物群落特征

3956生态学报26卷

盐的浓度与TI N相反,高值出现在春季,最低值出现在秋季。因此近些年来大亚湾的N P P在春季最低,最接近Redfield比值,有益于浮游植物生长,N P P在秋季最高,1999年竟高达100以上[16],N P P严重失衡不利于浮游植物的生长,尤其对硅藻影响明显[16]。此次调查的大亚湾硅藻丰度变化与上述情况基本吻合,细胞丰度春夏季高,秋季最低,秋季其丰度占总丰度的7518%,明显低于其它季节。

表3大亚湾主要浮游植物属P种的年际比较

T able3G enera and s pecies of phytoplankton and amount appeared investigation from1983to2002

项目Item1983~1984198519871990~1991199519982002

硅藻Bacillariophyta属P种Genera P specie33P10138P12749P13237P14926P7927P7737P84种数占总种数的比%Percent in total s pecies76157714791566187087157316

甲藻Pyrrophyta属P种Genera P specie6P278P3011P2818P6312P324P89P23种数占总种数的比例(%)Percent in total species201318131619281228139112011

蓝藻Cyanophyceae属P种Genera P specie01P33P52151P202P4种数占总种数的比例(%)Percent in total species011932121180314

总计Total属P种Genera P specie42P13249P16466P20058P22340P11334P8848P114

虽然大亚湾浮游植物种类减少,但代表生物量的叶绿素含量变化不大,有可能漏采一些个体小于网眼目数的藻类[7],另外一个原因可能是近些年一些个体较大的外海种类如距端根管藻和萎软几内亚藻的数量增加,它们个体大,细胞内碳含量高,对浮游植物的碳库影响较大[21]。因此大亚湾浮游植物个体大小可能存在一个向两极分化的趋势。大亚湾冬季浮游植物个体大的浮游植物优势增加,渤海湾的这种现象发生在秋季[22]。群落中细胞大小变化影响到群落结构,从而改变浮游植物的生态功能。关于浮游植物细胞大小的观点较多,Malone在/大洋稳态-近岸非稳态假说0认为,在稳态的大洋环境中大细胞浮游植物比小细胞浮游植物在沉降率、浮游动物捕食和种子的存储方面处于劣势,而在非稳定的近岸环境中则刚好相反[23];大多数学者认为浮游植物粒级组分的这种变化与因半径的改变导致的营养盐吸收动力学半饱和常数变化有关,营养盐在细胞表层扩散限制层使得大细胞在低营养盐情况下失去竞争力,反之,高营养盐条件下小细胞浮游植物竞争处于劣势[24,25]。大亚湾冬季水垂直混合最剧烈,底层大量营养被释放到上层,因此距端根管藻和萎软几内亚这些个体大的藻类占优势。在夏秋季大亚湾水分层导致底层营养运输被阻断[4],大亚湾营养盐为P限制的情况下大细胞数量减少,而小细胞数量增加。

4.2细胞丰度平面分布与环境因子之间的关系

大亚湾春、夏季浮游植物丰度高,秋冬季节低。降雨及陆源输入是导致该海区营养盐增加的一个重要因素,并影响该区的浮游植物分布[26]。大亚湾春季和夏季雨水丰沛,且淡水输入冲淡海水盐度,一些近岸种得到迅速繁殖。而营养盐分布不平衡使大亚湾浮游植物丰度分布不均匀,并且明显受到人类活动影响,影响最大的区域有3个,即大鹏澳、范和港和澳头沿岸。大亚湾核电站和岭澳核电站及轻工业发达的大鹏镇位于大鹏澳的北岸,核电站温排水、工业废水及生活污水大量排入该区,另外大鹏澳周边分布有大量水产养殖场,再加上澳东部的网箱养鱼和竹筏养贝,使该区营养盐输入较多。大亚湾西北的澳头岸在1992年批准成立大亚湾国家经济开发区,以开发石油化工和汽车工业等大型工业为主,人口稠密,因此该区的工业废水和生活污水的排放量也很大,有大量营养盐输入。范和港水体较浅,水产养殖活跃。海水养殖和废水排放会引起水体富营养化,致使浮游植物或大型藻类的生物量增加[27,28],大亚湾平面分布特征正是如此。因此大亚湾浮游植物的细胞丰富分布呈现自小湾向小湾外递减,而在整个大亚湾中又呈现近岸高于离岸的特征。这个分布特征与Song调查的大亚湾浮游植物生物量的分布大致相同[29]。

4.3大亚湾浮游植物优势种演替与环境因子之间的关系

浮游植物的种类组成及丰度变化取决于浮游植物的生态习性以及温度、盐度和营养盐等外界环境因素。与以往资料对比发现,部分优势种发生变化,优势程度顺序和细胞丰度发生了一定改变。

2002年夏季的优势种类与1983年调查结果类似,但优势次序不同。以往角毛藻优势度在夏季最高,其中

扁面角毛藻和窄细角毛藻平均值都在1@107

cells P m 3

,其次是尖刺拟菱形藻和中肋骨条藻。而2002年夏季最主要优势种是柔弱菱形藻、中肋骨条藻及菱形海线藻。角毛藻是春季的优势种。角毛藻的生长最适温度为30e 盐度为28j 左右

[30]

,当氮盐和N P P 值偏高时,角毛藻竞争优势劣于中肋骨条藻和柔弱拟菱形藻

[31]

。大亚

湾春季的氮盐和N P P 总体水平低于夏季,N P P 比较接近Redfield 比值[29]

,这可能使角毛藻数量高峰提前,成为

春季的优势种,而耐温和盐度变化的柔弱菱形藻和中肋骨条藻则演替为夏季的优势种。在近20a 来大亚湾生态环境发生了较大的变化。其中营养盐含量特别是总氮和总磷及N P P 的变化最大,而不同藻类对营养盐的需求不同

[30]

,因此,营养盐可能对浮游植物细胞丰度的变化及种类演替发挥着重要作用。

近20a 来大亚湾冬、春季节的主要优势种变化较大。20世纪80年代至90年代中期冬春季都是以适应低温高盐的翼根管藻(R 1alata )及翼根管藻纤细变型(R 1alata f 1gracillima )为主要优势种,其大量繁殖抑制了其它种类的浮游植物生长,因此在1985年大亚湾春季硅藻种类只有44种[4]

。然而1994年春季优势种以缢缩角毛藻(C 1constrictus )、窄细角毛藻和细弱海链藻(Thalassiosira subtillis )等为主。1995年后,以前较少出现的外洋性暖水性种类萎软几内亚成为优势种,且角藻属细胞数量有较大增加

[32]。而2002年冬季外海暖水种种类和

数量较多,优势种为外海种距端根管藻、笔尖根管藻、伏氏海毛藻和沿岸暖水种爱氏角毛藻,浮游植物种类增加,物种多样性指数和均匀度偏高。2002年春季主要为洛氏角毛藻、窄细角毛藻、标志星杆藻和尖刺拟菱形藻为主。近40a 来南海海平面温度变化整体呈上升趋势,尤其20世纪90年代后上升更为明显[33]

,同样大亚

湾在20世纪90年代湾内表层水平均温度升高,尤其核电站附近水域。相对而言,温度的升高对促进大洋性

种类生长的影响比其它生态类型大

[34]

。因此温度升高有可能加速了大亚湾优势种演替过程。这也反映了生

态系统对人类活动影响和全球气候变化的响应。

由于浮游植物生长周期短,而且近海浮游植物的细胞丰度的变化及种类演替受到环境条件变化的影响很大,因此今后对大亚湾浮游植物群落特征动态变化与环境因子之间的关系还需要作长期细致调查。5 结论

(1)2002年大亚湾浮游植物已鉴定出48属114种(包括变型和变种),其中硅藻共37属84种,其种数占绝对优势,其次为甲藻,9属23种,其余为蓝藻和金藻,共7种。

(2)2002年大亚湾浮游植物丰度范围在5179@104

~5137@106

cells P m 3

,平均值为1114@106

cells P m 3

。春夏季丰度高,秋冬季节低,呈单一周期型。硅藻的丰度占优势,但秋季甲藻和蓝藻所占比例上升。

(3)大亚湾浮游植物,优势种类多,不同季节既有交叉又有演替。与以往调查资料相比,部分优势种发生变化,优势程度顺序和细胞丰度发生了一定改变。温度和营养盐的变化可能加速了大亚湾优势种演替。在冬春季节,一些个体大的外海种如距端根管藻和萎软几内亚藻的优势增加,秋季甲藻和蓝藻优势度提高。

(4)受季风、潮流、地理位置及人类活动影响,大亚湾浮游植物丰度和群落结构平面有一定平面分布特征。(5)大亚湾浮游植物的多样性程度高,但多样性指数在夏季偏低,尤其在大亚湾核电站和大鹏澳养殖区附近表现明显,表明这里浮游植物群落不稳定,也反映了这里生态系统正在退化。

(6)大亚湾浮游植物的种数、丰度、优势种演替及群落结构等其它群落特征与营养盐尤其是氮、磷和N P P 、水温、环流等环境因子密切相关。References :

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第八章 植物群落结构

第八章植物群落结构 第一节：植物群落及其种类组成 一、植物群落的概念与基本特征： （一）概念 1. 生物群落 在特定的时间、空间或生境下，具有一定的生物种类组成，外貌结构，各种生物之间，生物与环境之间彼此影响，相互作用，并具特定功能的生物集合体。 2. 植物群落 特定空间或特定生境下，植物种群有规律的组合。 即一定地段上，群居在一起的各种植物种群所构成的一种有规律的集合体。 群落生态学（synecology）是研究群落与环境相互关系的科学。 二、植物群落的基本特征 ?具有一定的物种组成物种数和个体数。 ?不同物种之间的相互影响：必须共同适应它们所处的无机环境；它们内部的相互关系必须 取得协调和发展(种群构成群落的二个条件)。 ?具有形成群落环境的功能：定居生物对生活环境的改造结果。 ?具有一定的外貌和结构：形态结构、生态结构、营养结构。 ?具有一定的动态特征 :季节动态、年际动态、演替与演化。 ?具有一定的分布范围：特定的地段或特定的生境。 ?具有边界特征：或明确或不明确的边界。 群落的物种组成 ?实验原理： ?1. 取样方法——样方法 ?取样就是代表性群落的选取或确定，包括样地设置的方法、范围大小等。 ?样地大小的确定一般采用巢式样方法，通过绘制种——面积曲线来确定。 ?样地大小 不同群落类型最小面积经验值 样地形状 a.传统形状——方形 故称样方(quadrat)

b.圆形 也称样圆 c.矩形 也称样带(belt)或样条(transect) （二）种类组成的性质分析 根据各个种在群落中的作用不同，将其划分为几个不同的群落成员型。植物群落研究中，常用的群落成员型有以下几类： 1.优势种和建群种 （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：吧优势层的优势种称为建群种，其中决定着群落的外貌，而且一控制着群落的生态环境和群落的其他组成成员。 如果群落中的建群种只有一个，则称为“单建群种群落”或“单优种群落”。如果具有两个或两个以上同等重要的建群种，则称为“共建种群落”或“共优种群落”。 2.亚优势种（subdominant species） 指个体数量与作用都次与优势种，但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的植物种。 3.伴生种（companion species） 伴生种为群落的常见种类，它与优势种相伴存在，但不起主要作用。 4.偶见种或罕见种（rare species） 是那些在群落中出现频率很低的种类，往往是由于种群自身数量稀少的缘故。偶见种可能是偶然的机会由人带入、或伴随着某种条件改变而侵入，也可能是衰退中的残遗种。 （三）种类组成的数量特征 ?个体数量指标 ?综合数量指标 个体数量指标 1 多度（abundance）与密度（density） 多度是对植物群落中物种个体数目多少的一种估测指标。 德鲁提（Drude）的七级制多度。即：查。国内多采用Drude七级制多度，即： Soc 极多，植物地上部分郁闭，形成背景 Cop3 数量很多 Cop2 数量多 Cop1 数量尚多 Sp 数量不多而分散 Sol 数量很少而稀疏 UN 个别或单株

生物种群及其基本特征

3 种群及其基本特征 3.1 种群的基本特征 种群（population）是在同一时期占有一定空间的同种生物个体的集合。在一定义表示种群是由同种个体组成的，占有一定领域，是同种个体通过种内关系组成一个统一体或系统。种群可由单种生物或构件生物组成。由单种生物组成的种群，每一个体都由一个受精卵发育而来，由构件生物组成的种群，受精卵首先发育成一结构单位或构件，然后发育成更多的构件。构件生物各部分之间的连接可能会死亡或腐烂，这就形成很多分离体，这些分离体来自同一受精卵其基因相同，这样的个体称无性系分株（ramets）。 自然种群有3个基本特征：①空间特征，种群具有一定分布区域；②数量特征，每单位面积（或空间）的个体数量（密度）是可变动的；③遗传特征，种群具有一定基因组成，区别于其他物种，但基因亦处于变动之中。 种群是生态学的重要概念之一，除生态学外，进化论，遗传学、分类学和生物地理学都使用这个术语。种群是物种存在的基本单位，在自然分类的种以上单位是就其进化的亲缘关系划分的，只有物种（species）真实存在。物种能否持续存在，取决于种群能否不断产生新的个体以替代消失的个体。种群是自然界存在的基本单位，亦是物种进化的基本单位。种群又是生物群落的基本组成单位，群落是由种群所组成。 3.2 种群动态 3.2.1 种群的密度和分布 4.2.1.1 种群的大小和密度 一个种群的大小，是一定区域种群个体的数量，也可以是生物量或能量。种群的密度是堂信面积单位体积或单住生境中个体的数目。密度变化很大，如土壤节肢动物每平方米可能有成千上万只，而大型哺乳娄动物可能每平方公里只有几头。对从受精卵形成的个体和构件生物体应有差异，研究植物种群，要注意由无性繁殖构成的无性系。 3.2.1.2 种群数量统计 研究种群动态首先要统计种群的数量，第一步是研究种群的边界许多种呈大面积连续分布，种群边界不明显，实际工作时、往往要根据自己研究需要确定其研究范围。数量统计通常用密度，尤以植物种群而言单位面积实有个体数是常用统计密度方法。鼠类等的研究即取用相对密度，以每置100铗日捕获率作其相对密度。 3.2.1.3 种群的空间结构 种群的个体在其生话空间的位置或布局，称种群的分布型或分布

森林生态学讲稿-第四章森林群落结构特征

森林植物群落结构特征 一、森林植物群落概念 （一）群落概念 群落的概念很模糊，没有一个概念能让所有生态家都满意的定义。群落或生物群落（biological community）是指特定空间或生境下生物种群有规律的组合，它们之间及其与环境间相互影响，具有一定的结构和功能。 植物群落（plant community）：生活在同一生境而彼此相互作用的各种植物有规律的组合。森林群落（forest community）指以木本植物为主体的植物群落。 植被（vegetation）：某一地区或整个地球表面全部植物群落总和称为植被。 （二）群落的基本特征 群落都具有以下共同特征： 1具有一定的种类组成：每个群落都是由一定的植物、动物、微生物种群组成的，因此，物种组成是区别不同群落的首要特征。 2具有一定的群落结构：如生活型组成、种的分布格局、成层性、季相等 3具有一定的外貌：一个群落中的植物个体，分别处于不同高度并具有不同密度，从而决定了群落外部形态。如森林、灌丛或草丛等。 4形成群落环境：生物群落对其居住的环境产生重大影响，并形成群落环境，包括光照、温度与土壤等都经过了生物群落的改造。 5不同物种间存在相互影响：群落的形成和发展必须经过生物对环境的适应和生物种群之间的相互适应。生物群落并非种群的简单集合。种群组合成群落取决于两个条件：第一，必须共同适应它们所处的无机环境；第二，它们内部的相互关系必须取得协调、平衡。 6具有一定的动态特征：群落运动形式为季节、年际动态、演替与演化。 7具有一定的分布范围：任一群落都分布在特定地段或特定生境上，不同群落的生境和分布范围不同。 8具有特定的群落边界特征：在自然条件下，有些群落具有明显的边界，可以清楚地加以区分；有的则不具有明显边界，而处于连续变化中。 （三）群落的性质 机体论（离散论）：以美国的Clements（1916，1928）为代表。 群落是高度有组织的物种组合，边界清楚，可象物种那样进行自然分类；高度强调种间相互作用的重要性，演替被类比为个体发育。认为群落是有明显边界的离散单位，或者说是自然界的一个基本组织单位，像有机体（如人）与种群（物种）是自然界的一个实体单位一样，所以（1）有诞生，生长，成熟和死亡的不同发育阶段；和有机体一样有明确的边界，而且与其他群落是间断的、可分的，独立存在，可重复出现，因此可以像物种那样进行分类。

第十章 植物群落类型与分布

第十章植物群落类型与分布 陆地植物群落的垂直分布 如在潮湿热带地区，随着海拔的升高逐渐更替出现热带雨林→山地雨林→常绿阔叶林→针阔混交林→寒温带暗针叶林→高山灌丛、高山草甸。 我国的植被分区 原则：是分地理地带性和植被地带性，尤其是水平地带性作为基础，并结合考虑非地带性规律。 ①寒温带针叶林区域：大兴安岭北部山地、用材基地。 ②温带针阔混交林区域：垂直分布带较明显，木材重要基地。 ③暖温带落叶阔叶林区域：地带性植被为落叶阔叶林。 ④亚热带常绿阔叶林区域：是我国面积最大的植被区，占全国总面积的1/4左右。 ⑤热带季雨林、雨林区域：是我国森林类型中植被种类最为丰富的类型。广东分布于湛江、化 州、高州和阳江一线以南。 ⑥温带草原区域：是欧亚草原区域的一部分。 ⑦温带荒漠区域：本区内有一系列巨大山系，如天山、昆仑山等。 ⑧青藏高原高寒植被区域：发育着以山地森林垂直带为代表的植被。 第二节自然植被的群落类型 一、植物群落分类 分类方法： ①按外貌分类：以优势植物的生活型（生长型）作为分类基础。 森林、矮疏林、密灌丛、草地、稀树干草原、灌木稀树干草原、树丛、稀树草地、草甸、干草原、草甸性草原、真草原、灌木干草原、草本沼泽、木本沼泽、荒原 缺点：把生态学关系差异很大的群落混淆在一起。 ②按结构分类：忽视生态特征，没注意群落与环境的统一 ③按植物区系分类：注意植物生态、生活型和地理型 ④按优势度分类：以优势树种的生态学特征作为基础 ⑤按生态分类：主要以植物群落分布的生态条件或环境状况作为分类基础. ⑥按外貌——生态分类：以群落主要层优势种的外貌（群落的结构特征）、生态特征（生活型） 和生态学指标（生态环境）为划分原则。 ⑦按演替分类：强调演替在植物群落分类上的重要性。 （二）中国的植物群落分类 以群落本身的综合特征作为分类依据 1.中国的植物群落分类系统 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。其系统如下： 植被型组：如草地

第三节城市绿地植物群落结构特征

第三节城市绿地植物群落结构特征 一、植物群落结构相关概念 1、自然植物群落与人工植物群落 植物群落指在某一地段内全部植物在时空分布上的综合，在一定的生境条件下，具有相对的种类组成与数量比例和特定的结构与外貌，发挥着一定的功能。植物群落按照其形成可分为自然植物群落和人工植物群落。自然植物群落指植物在长期的历史发育过程中自然形成的群落。人工植物群落是指通过人为干涉，按照人们意愿与功能需求，在模拟与借鉴自然植物群落结构的基础上，通过对植物进行选择、配置、营造与管理而形成的植物群落，城市绿地植物群落是人工植物群落的重要组成部分。著名学者王伯荪将城市植被定义为城市里覆盖的生活植物，是完全不同于自然植被的特点、性质以及生境的植物群落。通过概念的解析，城市绿地植物群落与自然植物群落两者之间的异同在于：首先，植物群落所处生境不同；“城市”为人工植物群落限定了范畴，是以城市环境为背景，伴随着城市发展而形成的具有人工化典型特征的群落。所涉及的城市环境包含有城市的建筑，小气候、地形、土壤等综合因素，这些都有别于自然植物群落所具有的特征。其次，植物群落生长发育过程存在一定差异；城市绿地植物群落多是出自多元化的功能与服务等方面考虑，按照人们意愿进行的植物配置，人为选择决定了植物群落的空间结构特征。 2、植物种植设计与植物群落结构 植物种植设计，与之含义相近的概念有植物配置、植物造景、植物景观设计。从以下几个方面来理解植物种植设计：从美学角度出发，植物种植设计是

利用不同种类的植物来营造景观空间，使其充分发挥植物群落或个体的形态、色彩、线条等方面的自然美。从生态学角度出发，植物种植设计是依据立地条件与植物自身的生长规律而营造的植物群落，使其满足植物最佳生长状态所需的环境资源，从而很好地发挥生态效益与服务功能以达到改善生态环境的目的。从行为心理学角度出发，植物种植设计是通过植物的巧妙组合来满足城市中的人们不同的生理与心理方面的需求。由此可见，植物种植设计是满足不同功能需求的不同植物种类在空间上的布置。植物种植设计是城市绿地植物群落结构形成的前提，绿地类型、功能以及种植设计形式的不同，都将会引起城市绿地植物群落结构的异同。群落结构指某个等级或尺度（种群、群落）的生态系统中不同性状与大小的组成单元在空间上的分布与排列。植物群落结构体现了群落内个体间的空间分布格局，主要包括以下几个方面：第一，群落中个体在数量上的聚集程度，如密度、多度、尺度等；第二，群落中个体在空间上的组合关系，如水平分布与垂直结构等；第三，群落中个体在形态上的分化程度，如胸径、冠幅、树高等。此外，植物群落历经长时间的进化与演替，形成了相对稳定具有一定逻辑关系的结构与形态。因此，植物群落结构是不同生态学过程在不同时间与空间尺度上综合作用的结果。 二、植物群落各组件结构特征与属性 1、冠层结构特征 植物的生长发育与树冠有着密切联系，树冠不仅对太阳能等资源的分配起到关键作用，还对林下植物群落的组成及生长变化产生直接或间接的影响。作为光合作用的主要场所，树冠的形态、尺度以及健康状况与否对植物活力及生产力起到关键作用。植物群落中不同植物种类所组成的冠层结构在植物群落结

3第三章种群及其基本特征

第三章种群及其基本特征 本次课的重点1 种群的动态 2 种群的统计学 3 种群增长模型 4 自然种群的数量变动 5 种群调节 第一节种群的概念和特征 population来自拉丁语，我国生态学家译为种群。它是在一定时间内，分布在同一区域的同种生物个体自然组成的生物系统。 从生态学观点来看，种群是生物群落的基本组成单位。 种群的特征 1、数量特征：密度或大小。种群数量的大小受四个基本参数的影响：出生率、死亡率、迁入率和迁出率。 2、空间分布特征：种群内部个体是聚群分布、随机分布或均匀分布，地理分布。 3、遗传特征：由基因库决定的种群遗传学和进化生态学特点。 出生率 出生率常分为最大出生率（naximum natlity）和实际出生率(realizednatality)最大出生率：是在理想条件下即无任何生态因子限制，繁殖只受生理因素所限制产生新个体的理论上最大数量。实际出生率：表示种群在某个真实的或特定的环境条件下的增长。它随种群的组成和大小，物理环境条件而变化的。 死亡率 是在一定时间内死亡个体的数量除以该时间段内种群的平均大小。死亡率也分为最低死亡率（minimum mortality）和实际死亡率（生态死亡率ecological mortality）最低死亡率：是种群在最适环境条件下，种群中的个体都是因年老而死亡，即动物都活到了生理寿命（physiological longeritg）后才死亡。实际死亡率：在某特定条件下丧失的个体数，随种群状况和环境条件而改变的。 迁入和迁出 迁入（immxigration）和迁出(emigration)也是种群变动的两个主要因子，它描述各地方种群之间进行基因交流的生态过程。 第二节种群的动态 是研究种群生态学的核心问题。它研究种群数量在时间上和空间上的变动规律。 种群动态包括： （1）种群的数量或密度。 （2）种群数量变动和扩散迁移。 （3）种群的分布。 （4）种群调节。 一、种群的密度和分布 种群数量常用密度表示。密度通常表示为单位面积（或空间）上的个体数目，但也有用每片叶子、每个植株、每个宿主为单位的。密度可分为绝对密度和相对密度。出生率：单位时间种群的出生个体数与种群个体总数的比值。出生率与性成熟速度、年繁殖次数和产仔量（卵）数有关。育率和生殖率： 生育率＝单位时间出生的个体数/雌性总个体数

植物群落数量特征的调查

实验四植物群落数量特征的调查 一．实验目的 掌握群落调查的基本方法和群落分析方法。 二．实验器材 实验仪器：皮尺、卷尺、尼龙绳。 三．实验方法与步骤 1.实验方法：样地法 样地法通常是在群落内圈出一定面积，称样方，对样方内的生物进行调查的方法。样方的大小和数目根据群落的不同而不同。草本群落的样方大小通常为1m2，较高的草本群落也有用4 m2或更大的样方。灌木的样方大小通常为3m×3m、4m×4m甚至5m×5m。乔木的样方大小通常为100 m2。 样方的数目据群落的类型、物种的丰富程度以及人力和时间等确定。但全部样方的总面积，应略大于群落的最小面积。 样方在群落中的设置有随机设置、规则设置、主观设置（代表样地设置）等不同的方法。随机设置样方（随机取样）是在群落中随机确定每一个样方。可在群落中系统地设置一些点，编上1，2，3，……100等数字，然后随机地抽取其中的数字，以确定样方的位置。规则取样即在群落中以一定的规则确定取样位置，如在群落中设置几条等距离的样线，然后在每一样线的相等间距设置样方。主观取样即在认为有代表性的地段设置样方。 2.调查记录 （1）选择在钟村实验基地一个离道路有一定距离的自然山坡上，用皮尺拉出一块20x20m的地，用尼龙绳定好位。 （2）在圈定的范围内，对每一株胸径超过1cm的植物进行记录，包括胸径（胸径在野外测定时，往往先测定胸围，再据胸围与胸径的关系推算胸径。用胸高1.3m直径取代基部直径，是由于许多植物树干基部有板根、支柱根等影响测定，此外，测定胸高直径也比基部直径更易些。）、株高（由于条件限制，采用目测）、冠幅。 3. 数据整理 数据整理是将野外调查的原始资料条理化，并演算出一些反映群落特征的数量指标。其中反映种群在群落中优势度大小的指标有： 相对多度：指种群在群落中的丰富程度。计算式为： 相对多度=（某种植物的个体数/同一生活型植物的个体总数）×100% 频度与相对频度：频度是指一个种在所作的全部样方中出现的频率。相对频度指某种在全部样方中的频度与所有种频度和之比。计算式为： 频度=该种植物出现的样方数/样方总数 相对频度=（该种的频度/所有种的频度总和）×100% 相对显著度：指样方中某种个体的胸面积和与样方中所有种个体胸面积总和的比值。

森林生态学基础—森林群落结构特征

第5章森林群落结构特征 5.1 森林群落的概念 5.1.1 群落 在自然界中，任何植物都极少单独生长，几乎都是聚集成群的。植物群居在一起，在植物和植物之间就发生了复杂的相互关系。就高等植物而言，这种关系包括生存空间、各植物体对光能的利用、对水分和矿质养分的利用，植物分泌物的彼此影响，以及植物之间附生、寄生和共生的关系等。另一方面，群居在一起的植物受环境影响的同时，又作为一个整体影响一定范围的外界环境，并在其内部形成特有的“植物环境”（包括小气候和土壤）；这种“改变了的”环境又反过来影响植物的本身。因此，群居在一起的植物并非杂乱无章的堆积，而是一个有规律的组合，在环境相似的不同地段有规律的重复出现。 早在1807年，近代植物地理学的创始人Alexander Humboldt 就注意到自然界植物的这种分布规律。1890年，丹麦植物学家E.Warming在《植物生态学》一书中指出：一定的种所组成的天然群聚即群落；形成群落的种实行同样的生活方式，对环境有大致相同的要求，或一个种依赖于另一个种而生存，种与种之间关系密切。1908年俄国的地植物学家 B.H.Cykaчёв将植物群落定义为：“不同植物有机体的特定结合，在这种结合下，存在植物之间以及植物与环境之间的相互影响”。 综上所述，植物群落可定义为：在特定空间或特定生境下，具有一定的植物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用，具有一定的外貌及结构，包括形态结构与营养结构，并具特定的功能的植物集合体。森林群落就是具有一定树木种类组成的植物群落。 5.1.2 群落的性质 虽然生态学家们认识到生物都以多种形式的有机集群存在，但对于群落单元的划分及群落的客观实体性仍有争议。生态学界存在两派截然对立的观点，即机体论观点和个体论观点。 5.1.2.1机体论观点 机体论观点认为群落是客观存在的实体，是有组织的生物系统，像有机体和种群那样。 机体论观点把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，一个种群从其先锋阶段到稳定的顶级阶段和有机体一样有其出生、生长、成熟、繁殖和死亡，群落的这种生活史虽然是复杂的，但却是一个真实的过程。强调群落在很多方面表现为整体性，认为群落是自然单位，它们和有机体一样具有明确的边界，而且与其他群落是间断的、可分的，它们独立存在，可重复出现。

高中生物群落的结构特征和群落演替(含答案)

第32讲群落的结构特征和群落演替 基础巩固 1．2013·皖北模拟种群和群落是生态学研究的重要生命系统。下列关于种群、群落的说法正确的是() A．种群和群落都具有典型的垂直分层现象 B．种群密度能够准备地反映种群数量变化的趋势 C．群落中两个物种之间可能存在一种以上的种间关系 D．自然状态下的群落演替是有方向的，最终形成稳定性高的森林群落 2．以下关于群落演替的叙述，错误的是() A．生态系统的恢复力稳定性越小，群落演替越慢 B．在群落演替过程中群落的物种组成不断发生变化 C．生物与非生物因素之间复杂的相互作用可导致群落演替 D．初生演替形成的群落内无竞争现象，次生演替形成的群落内竞争明显 3．下列调查活动或实验中，实验所得到数值与实际数值相比，可能偏大的是() A．标志重捕法调查池塘中鲤鱼的种群密度时，部分鲤鱼身上的标志物脱落 B．探究培养液中酵母菌种群数量时，从试管上层吸出培养液计数且没有振荡试管 C．调查土壤小动物丰富度时，用诱虫器采集小动物没有打开电灯 D．样方法调查草地中的蒲公英时，不统计正好在样方线上的个体 4．早在宋代，我国就产生了四大家鱼混养技术。图K32-1表示某池塘中四大家鱼及其食物的分布，相关分析正确的是() 图K32-1 A．四大家鱼在池塘中的分布具有垂直分层现象 B．此图表明四种鱼类在能量流动上的关系为：鲢鱼→鳙鱼→青鱼 C．鲢鱼和鳙鱼、青鱼和草鱼在混合放养时都是共生关系 D．若浮游动物大量死亡，鲢鱼数量将以“J”型曲线持续增长 能力提升 5．2012·南昌调研将两种仓库害虫拟谷盗和锯谷盗共同饲养于面粉中，二者数量变化如图 K32-2所示。据实验判断，正确的是() 图K32-2 A．拟谷盗种群增长率的最大值出现在第50天以后 B．拟谷盗种群似“S”型增长，其增长受种内斗争因素制约 C．拟谷盗种群和锯谷盗种群为竞争关系，竞争程度由强到弱

植物群落类型及结构特征CG

辽东山地老秃顶子冰缘地貌植物群落类型及结构特征 摘要： 关键词：老秃顶子；冰缘地貌；群落类型；结构特征 引言 冰缘地貌是由冻胀、热融蠕流、热融、雪蚀、风力等寒冻风化和冻融作用形成的地表形态. 一般指无冰川覆盖的气候严寒地区的冻土分布区和季节冻土区发育的冰缘地貌, 因而冰缘地貌又称冻土地貌[ 1]辽东地区冻土环境属于季节性冻土，冰期内地表受到强烈的风化作用，使得山体岩层崩解分离，散落的岩块、碎屑常堆积于缓坡或谷地，形成杂乱无章的乱石堆积，故此，当地人也将该地貌称为“乱石窖”或“跳石塘”。目前植被状况良好，苔藓、地衣、蕨类和灌木覆盖严密，乔木根系固定在岩石缝隙之间，郁闭度在0.7以上，给公顷蓄积量达300立方米。但这种特殊石质生境上的森林植被一旦遭到破坏，不仅恢复困难，还潜在着发生泥石流、啸山等重大地质灾害的危险。加之本区正好处在我国东部2~3级生态敏感带的边缘，生态环境脆弱，存在着生态环境的不稳定性。因此，掌握冰缘地貌上覆植被的分布规律，对提高植物群落的稳定性、丰富性。目前国内外对于冰缘地貌与植被生态学之前的关系研究还比较少见，1983年陈鹏等研究了长白山冰缘地貌与土壤动物之间的关系。【6】对于辽东山地老秃顶子冰缘地貌的研究仅限于对其冰缘地貌的形成和冰缘地貌本身单方面的研究，还没有把辽东山地老秃顶子冰缘地貌与其植被生态学联系到一起进行研究。本文通过对老秃顶子冰缘地貌上的植物群落类型及结构特征的研究，旨在揭示其冰缘地貌上的植物类型，分布、结构等特征与其所在冰缘地貌环境之间的关系，从而为冰缘地貌上的植被保护提供基础的科学依据。 1研究区概况 老秃顶子国家级自然保护区(124°41′13″～125°5′15″ E；41°11′11″～41°21′34″ N)位于辽宁省东部桓仁、新宾两县交界处，主峰老秃顶子位于辽宁老秃顶子自然保护区核心区内，海拔1367.3m，相对高差867m，为辽宁第一峰。其四周群山起伏，各山间谷地均有大量冰缘地貌分布。土壤类型主要以棕壤和暗棕壤为典型代表,多由花岗岩残积母质发育而成,结构疏松,有机质含量高,适宜植被生长【2】。地带性植被为温性落叶阔叶林,植物区系属长白植物区系的西南边缘,兼有华北植物区系的过渡性，生物多样性丰富，查明有真菌植物50 科 44 种 , 地衣植物 13 科 84 种 , 苔鲜植物 50 科 204 种 , 维管束植物 120 科 1141 种。维管束植物中有蕨类植物 19 科 60 种 , 裸子植物4 科23 种, 被子植物97 科1058 种[ 24 ], 主要优势科有菊科(Compositae) 、蔷薇科 (Rosaceae) 、毛茛科(Ranun2culaceae) 、禾本科( Gramineae) 、百合科(Liliaceae) 、豆科(Leguminosae) 、伞形科(Api2aceae) 、杨柳科(Salicaceae) 、莎草科(Cyperaceae) 、唇形科(Labiatae) 等。区内气候类型属于北温带大陆性季风气候，年均温 6.3℃，年降水量为870--1060mm，年平均相对湿度67%【4】；年无霜期133d，冻结期114d，年平均冻土厚度91cm。境内水系发达、河流网布，局部乱石窖之下形成暗河，在巨石

植物的主要种群

第3节植物的主要类群 【学习目标】1、能说出不同的植物类群，强化生物进化的观点 2、能记住种子植物的两个基本特征 3、能说出裸子植物与被子植物的区别 4、能说出植物与人类的关系，热爱植物，保护植物 【学习重难点】 重点：认识不同的植物类群；种子植物的两个基本特征； 裸子植物与被子植物的区别 难点：认识不同的植物类群，强化生物进化的观点 【学习过程】 一、预习反馈：比比你的自学能力！ 植物学家根据植物形态、结构、生理和生活习性的不同，将它们分为不同的类群，主要 有、和等。 （二）苔藓植物 1、苔藓植物大都对等有毒气体非常敏感，可作为 的指示植物。 2、在被火山摧毁的地带或烧毁的林地上，苔藓植物是先锋植物之一，因此，苔藓植物是植物界 的。 1、蕨类植物 1、蕨类植物的繁殖依靠，它属于一种细胞，位于叶片下表面。 2、大量的古代蕨类植物形成了。 （四）种子植物 1、结构：所有的种子植物都具有两个基本特征：（1）； （2）。 2、种子植物又可分为和，分类的依据是： 种子外有无包被。 3、我国被誉为的故乡，我国许多裸子植物是世界上的珍稀树种，如 。 4、是植物界中等级最高，种类最多、分布最广、与人类关系最密切的植物类群，它又

可分为和。 二、二、合作探究：比比看，哪个小组的办法多！ （一）比较各类植物 1、根据各类植物的结构特点，将符合条件的植物类群填在横线上： 体内有维管组织，能产生种子并用种子繁殖的是植物；植物体具有根、茎、叶，体内有输导组织，并用孢子繁殖的是植物；有茎和叶，没有真正的根，体内没有输导组织，是植物。 2、根据各类植物的生活环境，将符合条件的植物类群填在横线上： 生活在阴湿的地面、背阴的墙壁和树皮上，是植物；生活在森林、 溪沟、田野的阴湿环境里，植株较高大，是植物；分布非常广泛， 是植物。 （二）植物的进化趋势 比较三大类群植物的结构，生活环境等，总结植物的进化顺序是： 。由此可知，植物界最高等的类群是。 （三）将下列植物准确归类： 银杉、小麦、花生、地钱、满江红、卷柏、黄瓜、葫芦藓。 苔藓植物： 蕨类植物： 种子植物： 三、形成提升（做一做，你一定能过关） 1、被誉为“裸子植物的故乡”的是 A．美国 B．新加坡 C．中国 D．俄罗斯 2、“苔痕上阶绿，草色入帘青”指哪类植物 A．藻类植物B．苔藓植物 C．蕨类植物 D．种子植物 3、可作为监测空气污染的指示植物是 A．藻类植物 B．苔藓植物 C．蕨类植物 D．种子植物 4、煤炭主要是由哪类古代植物形成的 A．被子植物 B．苔藓植物 C．蕨类植物 D．藻类植物 5、松树和桃树相比，最主要的不同之处是 A．松树的果实内有种子 B．松的种子外面没有果皮，种子裸露

植物群落的外貌和结构

第一节植物群落的外貌和结构 一、生活型组成特征 人们观察和区别植物群落时，首先关注的是群落中占优势的生活型，正是它赋予该群落一定的外貌形象，如森林、草原、荒漠等。 植物群落生活型的组成特征是当地各类植物与外界环境长期适应的反映。研究表明，一个域的典型植被，均有一定的生活型谱（表4-1），而且一定的植被类型，一般都以某一两种生活型为主，各拥有较丰富的植物种类。 表4-1 不同群落类型的生活型谱 热带和亚热带湿润森林均以高位芽植物占优势，如对高位芽植物作进一步划分即可比较出差异。 对每一群落，均可作叶级的分析，并作出叶级谱。不同植被类型的叶级谱都有一定的规律性，即往往以某一叶级占优势，并以此与其他类型相区别（表4-2）。叶面积的大小，与气候带有某种相关性。在热带地区，大叶的比例最高，随着逐渐离开赤道，叶面积较小的类型亦渐增多，而大叶的比例逐渐减少。 表4-2 不同群落类型叶级的比较 表4-3 贝加尔针茅草原生物学类群与生态类群综合分析表 （据植被，1985，简化） 对生活型与生态类群组成的综合分析，能够更好地反映群落与所处环境的关系。对贝加尔针茅（Stipa baicalensis）草原作此类分析（植被，1985）可显示出它的群落重要属性，即中旱生和旱中生的杂类草（双子叶植物）占有很大比重，也表明它的所在地环境并非十分干旱。 以上只涉及生活型所含种数的多少，进一步分析还需考虑它们在群落中的各种数量特征，才能判别其所起的作用。

二、植物群落的空间结构和植物环境 群落中的各种植物，在群落占据一定的生存空间，而全部植物（按所属生活型）的分布状况，构成了植物群落垂直的和水平的结构，并将原有生境改变为特殊的群落部环境（植物环境）。 （一）垂直结构 大多数的群落都有高度上的分化或成层现象，这是群落中各植物间及植物和环境间相互关系的特殊形式。无论是木本群落或是草本群落，都可看到垂直分化。 在森林群落，不同种类植物的植冠（叶层）分布在不同的或是相同的高度围，它们在群落沿着垂直高度的梯度及光照强度的梯度，占有不同的位置。根据它们垂直高度，可划分出一定的层次。在森林中，一般划分出乔木层，林下的灌木层、草本层以及地被层（贴地的苔藓地衣）。这种层的分化是群落对环境条件适应的一种表现。然而在自然界，情况并不是那样简单，就乔木层而言，也不是所有乔木都长到一个几乎接近的高度。在热带雨林里，乔木层的垂直高度，可以达到30—40m或更高，一般可分出三个亚层，但是由于乔木层组成复杂，高矮参差不齐，层的界限并不是一般目测能分辨出来的。还有不少灌木也能发育成幼树状态，因而往往与小乔木交错生长在近似的高度，这样就会产生乔木亚层和灌木层的重叠。 除上述基本层次外，藤本植物和附生、寄生植物，攀援或附着在不同植物的不同高度，往往在整个群落的垂直高度都有分布，因而并不形成一个层次。这类植物称之为层间植物。层间植物种类和数量的多少，是和热量、温度的大小密切有关的。例如在我国的岛和滇南的森林中，藤本植物种类繁多，生长奇特，它们的枝叶花果常伸到高达20—30m的林冠层中，下部的藤茎又粗又壮，在这种森林里几乎没有一株树木可幸免于它们的干扰。 群落特别是森林群落的分层现象与光照强度密切相关。一个群落中的光照强度，总是随着高度的下降而逐渐减弱，这主要是部分光被上层的有机体所吸收或反射。形成林冠最上层的树木是受到全光照照射的，上层树冠的枝叶可以吸收和散射一半以上的光能。在乔木的下层，是利用残余光的小树。下层的灌木层，大约利用全光照的10%，而草本层仅利用了1—5%的全光照，以维持本身的生长，最后是得到极微弱光照的苔藓地衣层。由此可见，森林的垂直结构包含一种适应光强梯度的生活型梯度——几层乔木、灌木、草本植物以及地表的苔藓。

第三章森林结构特征与生态功能

第三章森林结构特征与生态功能 ?⑴构成森林的植物成分 ?枯立木：林木中常常由于自然枯死或感染病虫害而枯死的林木称为枯立木。 ?森林是以乔木为主的植物群落，除乔木树种外，其他植物成分还很多。 （一）立木层 是所有乔木树种的总称。每一株树木称为立木或林木。立木层中的树种因其经济价值、作用和特点不同，又分为以下几类： ?优势树种又称建群树种。它是群落中数量最多的树种，它决定着群落特点，支配环境。 ?主要树种：又称目的树种。是符合人们经营目的的树种，一般具有最大的经济价值。 主要树种同时又是优势树种，但是有些天然林中，主要树种不一定数量最多；次生林中，往往缺少主要树种。 ?伴生树种：又称辅佐树种。它是陪伴主要树种生长的树种，一般比主要树种耐荫，生长速度同步而终生高度略低。伴生树种的作用主要是促使主要树种干材通直，抑制其萌条和侧枝发育。在防风为主的防守林带中，伴生树种可增加树冠层的厚度和紧密度，提高防护效益。 ?次要树种：又称非目的树种。它是群落中不符合经营目的要求的树种，经济价值低。 木材松软的软杂木多属次要树种。次生林大多由次要树种组成。 ?先锋树种：稳定的森林被破坏后，迹地裸露，小气候剧变，稳定群落中的原主要树种难以更新，而不怕日灼、霜害的喜光树种，适者生存占据了地盘。被誉为先锋树种。 （二）下木层 ?下木即林内的灌木，但其高度一般终生不超过成熟林分平均高的一半（这一点是与幼树区别的重要标志）。 ?下木对防护、更新有重要影响，也具有经营上的意义。 (三) 地被物层 ?死地被物层：指林地上的枯枝落叶层。 ?活地被物层：是林内的草本植物和半灌木、小灌木、苔藓、地衣、真菌等组成的植物层次，居林内最下层，往往又可分两个层次：草本层和苔藓层。 （四）层外植物 ?又称层间植物。是林内没有固定层次的植物成分。如藤本植物、附生植物、寄生植物，以及土壤中的细菌、真菌、藻类等。层外植物往往是湿热气候的标志。层外植物利害具有双重性：有的具有很高的经济价值，有的缠绕在树干上可使林木致死，被称为“绞杀植物”。 1）树种组成 ?林分的树种组成，指乔木树种所占的比例。 ?林分由一个树种组成者，称为纯林；由两个或两个以上的树种组成者，称为混交林。?树种组成，是决定林分价值的重要标志。我国南方气候湿热，多混交林；而高纬度和高海拔地区气候寒冷，树种组成简单。 ?2）林相（林层） ?乔木林冠的层次状况，称为林相。林冠集中在一个层次，称为单层林；林冠分为两层或两层以上的称为复层林；林冠层次不清，上下连接构成垂直郁闭者，称为连层林。 （3）林龄

森林生态学基础—种群及其基本特征

第三章种群及其基本特征 种群生态学（population ecology）是研究生物种群与环境之间相互关系的科学。种群不仅是构成物种的基本单位，而且也是构成群落的基本单位。 种群是人类利用与保护或控制生物物种的对象。因此种群生态学与生态环境建设和物种保护有着密切的关系，涉及珍贵、稀有及濒危物种的保护和开发，有害生物的控制。 3.1种群的基本概念 在自然界，生物很少以孤立的个体形式长期存在，它或多或少，直接或间接地依赖别的生物而存在。生物也只有形成一个群体才能繁衍后代。因此个体必须依赖群体而存在，群体则是个体发展的必然结果。 种群（population）是同一物种占有一定空间和一定时间的个体集合群。种群这个术语在生物学科中广泛应用，除生态学外，在进化论、遗传学和生物地理学中也经常使用。 种群虽是由许多个体集合而成，但并不是个体的简单组合。种群具有自己独特的性质、结构，特别是具有自动调节的能力，以适应空间和时间上的变化。因此，种群既反映了构成它的个体的特性，也反映了它构成群落的特性。种群的研究既有助于个体研究的深化，又是群落及生态系统研究的基础。 种群是物种（species）具体的存在单位、繁殖单位和进化单位。一个物种通常可以包括许多种群，不同种群之间存在着明显的地理隔离，长期隔离的结果有可能发展为不同的生态种（ecospecies），甚至产生新的物种。如油松从河南、山东向北分布到辽宁，内蒙，其分布比较广阔，显然不能说它们是一个种群，可能因地理隔离、人为作用、生境分化等影响，在种内形成不同的类群。它们之间在形态上、生理上或生态习性上分别表现出显著的差异。并随着生态环境的长期特化逐渐显现出变异现象。所以，物种的进化是通过种群表现出来，种群亦是物种进化的单位。 事实上，种群的空间界限和时间界限并不是十分明确的，除非种群栖息地具有清楚的边界，如岛屿、湖泊等。因此，种群的空间界限常常由研究者根据调查的目的予以划定。如种群可以抽象地泛指森林中的全部油松林，也可以具体指森林中一小块油松林，生长在不同地段内的同种各个集合体，可以理解为一个种群，也可以理解为彼此独立的种群。这样，种群可以作为抽象的概念在理论上加以应用如种群生态学、种群遗传学理论和种群研究方法，也可以作为具体的研究对象又分为自然种群和实验种群，实验种群指实验室内饲养或培养的一群生物。 种群可以由单体生物（unitary organism）或构件生物（modular organism）组成。在由单体生物组成的种群中，每一个体都是由一个受精卵直接发育而来，个体的形态和发育都可以预测，如哺乳类、鸟类、两栖类和昆虫都是单体生物的例子。相反，由构件生物组成的

植物群落的调查及分析

实验2 植物群落的调查及分析 植物群落的调查目的：a.对不同群落相互比较、进行分类，以达到认识和识别群落的目的。b.将植物群落的分布或变异和生境条件的变化加以比较，阐明群落与环境的联系。c.对同一群落类型进行分析，阐明它的内部结构与均匀程度。d.将同一群落在不同时期加以比较，说明它的动态变化规律。不管要达到哪个目的，都要对群落进行调查。群落的数量特征是群落调查的重要内容，在植物生态学日益成为定量科学的今天，尤其如此。 植物群落的样方取样法适用于所有主要植物类群，样方法可以取得群落结构、组成的定量数据，是研究植物群落数量特征的主要方法，它所获得的第一手资料详细、可靠，可作为其他调查方法，如估算法、目测法精确程度的对照依据，因而成为最广泛应用的植物群落取样技术。 在野外实习中要求学生必须掌握这个方法，并学会分析、整理样方法所获得的资料，认识实习地区植物群落的特征及分布规律。 1 样方的设置及其面积和数目的确定 实习地区的植物群落有多种类型，各类群落所占据的空间和位置不同，或大或小，或连续或分散。因而在野外进行群落数量特征的研究，涉及的对象是庞大的或无法确知的整体，由于时间、空间和人力的限制，一般不可能，也不需要将全部对象和所有地段进行全面的调查，特别是数量特征，更不可能全部查清。所以一般采用抽样调查技术完成这一任务，其实质是通过调查具代表性、有一定大小面积的植物群落的各项特征，以此估计、推断此类群落的整体特征。这种抽样技术选取的测量地块一般为方形或长方形，所以把这种调查方法称为样方法（如果选取的地块为圆形，则称为样圆法）。用样方法调查植物群落时，将涉及样方的设置（布局）、面积大小、数量等问题。 1.1 样方设置（布局） 样方的面积，可能仅占某个植物群落在一个地段总面积的几百分之一或几千分之一，在大范围内怎样合理设置样方，直接影响着调查结果的准确性。样方的设置有多种方式，这里介绍三种常见的设置方法，可根据调查的目的和群落的实际情况而加以选用。 ①代表性取样就是从群落所在空间中，调查者主观选择认为有代表性的、典型的或有某种特点的地段做为调查样方，虽然这样设置样方，调查获得的资料容易有偏差或遗漏，因而没有系统设置方式真实，也没有随机设置科学，但因为较节省人力、物力和时间，又能学到调查的基本方法，比较适于野外实习中采用。实际上，在某些情况下，这种样方设置方法往往成为唯一可供选择的方法。 ②系统取样（规则取样、机械取样）就是严格按照一定的规则（方向和距离）确定样方位置，如梅花形取样、对角线取样、方格法取样等，在面积十分广阔的森林和草地中这是一种通用的方法。其优点是布点均匀，定址简便。在群落调查中，就是使样方以相等的间隔占满整个群落；或在群落内设置几条等距离的样带，然后把样方以相等的间距安排在这些样带上。

城市森林群落结构研究方法汇总

城市森林群落结构研究方法 2.2.1资料收集 收集沈阳市的航片和卫片。沈阳市的航片拍摄需要特定的时间进行，根据目前最新的拍摄的沈阳市（三环范围）航片（2001.8，比例尺：１：15000和１：1000），以及1998年拍摄的航片（１：10000）作为参考，为便于对比，卫片的选择与航片时间上基本一致，也是2001年8月，采用Landsat TM7 7个波段的数据，并选用1997年的沈阳市Landsat TM５卫片作为对照。 查阅沈阳市有关的数据，进行调查和走访，对沈阳市有关的单位，包括沈阳市城建局、沈阳市林业局、沈阳市建委、沈阳城市规划设计院、沈阳市各区绿化管理部门等，获得记录数据和感性数据。 查阅和检索本研究有关的各项研究成果，包括国内外发表的各种期刊文章、博士学位论文、硕士学位论文、各种会议论文、研究成果报告等。 2.2.2野外调查与数据分析 2.2.2.1野外调查样方的设置方法 对沈阳市城市森林进行调查，样方的设置采用均匀分布的方法。 首先对城市森林进行分类（分类方法见城市森林分类部分），样方的设置按照类型进行分配，做到按比例进行。样方的位置如图2-7和2-8所示。 图2-7 三环内调查样方分布 Fig. quadrats distribution of the 3rd zone

图2-8 三环外调查样方分布图 Fig. 2-8 quadrats distribution out of the 3rd zone 通过对航片进行扫描，按照城市森林分类方法对其进行数字化，确定下各类型的面积分配，然后按照面积比例进行样方分配。在计算机上按照城市森林的分布及类型，均匀的布点，共选择调查样方２８２个，具体分布如调查分布图所示。 调查样方的规格有3种：20m×20m，40m×40m，20m×80m。对于样方大小，按照各种类型进行分配：对于具有自然林性质的密集森林类型，选用20m ×20m的样方大小，对于在居民区、企事业单位等被各种建筑物所分割的附属林类型，采用40m×40m的样方设置，对于道路型的采用20m×80m样方设置。 在每个样方内，按照均匀分布的方法，在设置5个1 m×1 m的小样方，对其内的草本进行调查。 2.2.2.2调查内容与方法 对确定的样方，进行样方内的植被调查，群落调查，以及景观美学调查等，并对每个样方进行GPS定位记录，与航片和卫片进行比对。 植被调查：对样方内的树木进行每木检尺，记载树种名称、地径、胸径、健康状况、树高、枝下高等内容；对样方内的草本植物，记录植物名称，并记录植物的分布比例。 群落调查：对每个样方，按照群落学的常规调查方法，进行群落内的层次分布、郁闭度等进行调查并记录。 景观美学调查：对城市森林所处的位置，按照景观美学的调查原则进行景观美学调查并记录。 对调查中的分类标准如下： 树木的健康等级划分： 0．枝条干枯，整株濒死，甚至死亡，观赏价值丧失； 1．生势衰弱，病虫害为害严重，树相残破，有碍观赏； 2．生势较好，姿态一般，时有病虫害或风折，有一定的观赏价值； 3．姿态及生势良好，有少量病虫害，具有较大观赏价值； 4．姿态优美，生势旺盛，无病虫害，抵抗自然灾害能力强，具有相当高