植物群落物种共存机制.ppt

群落生态学的核心问题 1、物种丰富度：为什么群落内这么多的物种？ 2、物种均匀度：物种多度分布模式 生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体及与此相关的各种生态过程的总和。包括植物、动物、微生物和它们所拥有的基因，所形成的群落和所产生各类生态现象。 代表人物 群落中性理论的历史 中性理论的理论来源 种群遗传学(分子进化)的中性理论 (Kimura 1983) 遗传变异完全由突变和遗传漂变引起的，不包括自然选择。突变产生的等位基因在选择上，往往是中性的，与其所取代的另一等位基因既不有益，也不有害，因此在分子进化中，自然选择几乎不起作用。 岛屿生物地理学理论 (MacArthur 和 Wilson 1967) 岛屿上物种的数目取决于物种迁入岛屿的速率和定居在岛屿上物种的灭绝速率，不同岛屿上实际生存的物种数目受到离大陆距离和岛屿面积的强烈影响 群落中性理论 2个基本假设：1、群落由同一营养级的物种组成，群落的大小不变。2、所有的个体（不管属于哪个物种）在生态学上是相同的，或者说对称的：具有相同的出生、死亡、迁移以及新物种形成的概率 预测：集合群落在点突变形成新物种（速率v）的模式下其相对丰富度服从渐近对数级数分布；而受扩散限制的局域群落以及以随机分裂为新物种形成模式下的集合群落则服从零和多项式分布 参数：集合群落（JM,θ) 局域群落(J,θ,m), θ＝2JMv 称θ为fundamental biodiversity number 中性模型 在大小为J的局域群落中，种i增加一个个体，种j减少一个个体的概率为： 相对物种丰富度不变的概率为 大小为J的局域群落中按多度排序后物种的期望多度为： 中性模型与实测数据拟合非常好 中性模型对沙捞越Lambir山地国家公园内热带树种群落优势度-多样性曲线的拟合。点虚线是θ= 310且没有扩散限制（m=1）的集合群落最佳拟合。52公顷样地的树木群落的相对丰富度数据的最佳拟合是θ= 310和m= 0.15。粗线是观测到的优势度-多样性曲线。中性模型对实测数据的1197个种拟合得非常好(r2= 0.996)（Hubbell 2006） 中性理论的意义 包含了传统生态位理论所忽略的成分，特别强调了随机性的重要 把发生在局域尺度上的生态学过程和发生在区域尺度上的进化和生物地理学过程（如物种分化、亲缘地理学）有机地联系在一起机地联系在一起 它至少提供了一个不同时空尺度上群落动态的零假设 中性理论和生态位理论的统一？！ 中性理论和生态位理论的统一？！ 张大勇认为，每个群落都有一个以上的生态位，但在每个生态位内可能不止一个物种，而是多个物种共生在其中。对于物种贫乏的群落，生态位分化是主要的决定因素；对于物种丰富的群落，生态漂变决定了群落的物种相对多度分布（尽管存在生态位结构）。 两篇中文文献 周淑荣，张大勇. 2006. 群落生态学的中性理论. 植物生态学报, 30: 868-877 何芳良, 胡新生. 生物多样性的中性理论与多样性格局. 研 究 地 点 主要树种种群空间格局分析 小 结 ? 辽东栎大树个体的分布与棘皮桦大树个体在小尺度上呈负相关，表明这两个树种之间可能存在竞争作用； ? 辽东栎和棘皮桦可以实现自我取代，而非互相更替； ? 繁殖过程，尤其对棘皮桦来说，是影响这两个树种长期共存和森林动态的一个重要因素。 东灵山辽东栎－棘皮桦林树种间的竞争作用与物种共存 The diffusion model (Hara, 1984) 主要研究结果与分析 小 结 ? 在一些树种之间存在单向的种间竞争，主要是 林冠层的大树个体对林下层小个体的竞争 ； ? 各树种的生长率（G (t, x)）与生长率方差 （ ）呈直线相关 ； ? 样地中树木的死亡率较低； ? 非对称的种间竞争在塑造该森林群落结构和树 种共存的过程中起的作用不大。 东灵山辽东栎－棘皮桦林主要树种繁殖过程与物种共存 数据分析方法 ? The simple coefficient of correlation (Kendall’s coefficient of correlation τ) Seedling / sapling density distributions the major physical and biological factors (Distance to the nearest conspecific adults ≥ 10 cm in DBH, Canopy cover, Shrub cover, Herbaceous pl