竞争对群落组成与结构的影响.ppt

影响群落组成与结构的生物因素,竞争对群落组成与结构的影响,1.引言2.竞争的含义3.竞争对群落结构与组成影响的研究现状4.生物入侵5.小结与展望,主要内容,影响群落组成与结构的生物因素竞争：群落中竞争是普遍存在的竞争是群落形成的重要驱动力；导致生态位的分化和生物的进化。海洋陆地，大型生物小型生物，植食型昆虫竞争较低。捕食：影响物种多样性泛化捕食者：捕食使种间竞争缓和，有利多样性提高；特化捕食者：捕食优势种，提高多样性；捕食劣势种，降低多样性。,1.引言,2.1两种含义狭义的定义：竞争是两个以上有机体在所需的环境资源或空间相对不足的情况下所发生的相互关系。广义的定义：分为直接竞争和间接竞争。直接竞争：即化感作用,是某些植物对资源和空间竞争的适应性进化结果,是竞争的非主要形式。间接竞争：是发生在相邻植物之间的对地上(光、热)和地下资源(水分、矿质营养)的争夺,是个体获得资源的能力并籍此限制其它个体获得资源的能力,为竞争的主要形式。竞争还分为种内竞争和种间竞争,2.竞争的含义,2.2两种理论Grime从植物的性状和竞争影响角度出发建立了最大生长率理论(the maximum growth rate theory),理论认为竞争成功主要是资源捕获能力的反映,与竞争能力正相关的关键特征之一是相对生长率，竞争优胜者将是具有最大营养组织生长率(即最大的资源捕获潜力)的物种。Tilman则从种群性状和竞争反应角度出发,利用资源解析模型建立了最小资源需求理论(the minimum resource requirement theory)。理论将竞争成功与否定义为利用资源至一个较低的水平,并能忍受这种低水平资源的能力,认为具有最小资源要求的物种将是竞争的成功者。Grime的理论适用于资源相对丰富的环境,而Tilman的理论则适用于资源受限制的环境。,2.竞争的含义,2.3竞争能力植物的竞争能力包括两个方面:竞争效应和竞争响应。竞争效应是植物抑制相邻物种生长和繁殖的能力。竞争响应是植物忍受相邻物种抑制的能力。竞争效应强的物种一般有较强的能力在生长早期占据生长空间，而竞争响应强的物种往往只在生长晚期占据主要地位。从时间尺度上来看，竞争效应和响应又包括生理(如资源利用效率的改变)、生态(如个体形态、生物量分配和相对多度的改变)和进化上(在一个地区存在与否)的改变。,2.竞争的含义,2.3竞争能力植物种自身生理学特征、生长环境以及不同生长阶段，都对植物的竞争力产生影响。竞争效应和竞争反应并不随相邻物种的改变而变化，竞争能力按一定等级评定，植物自身特征通过强烈影响竞争能力决定了各物种的竞争等级地位。,2.竞争的含义,3.1桫椤群落的种内种间竞争研究桫椤：是现存唯一的木本蕨类植物，极其珍贵，堪称国宝，被众多国家列为一级保护的濒危植物。隶属于较原始的维管束植物蕨类植物门桫椤科。,3.竞争对群落结构与组成影响的现状,3.1桫椤群落的种内种间竞争研究何跃军 西南农业大学学报桫椤种内种间竞争强度随林木径级的增大而减小,种内竞争较种间竞争强。桫椤与竞争木的种间竞争强度依次为:在群体水平上是桫椤杉木灯台树大头茶贵州琼楠粗糠柴黄栌香桦小果冬青油桐;在个体水平上是黄栌赤杨叶大头茶马尾松灯台树杨梅桫椤盐肤木棕榈柃木毛桐。,3.竞争对群落结构与组成影响的现状,3.1桫椤群落的种内种间竞争研究采用Hegyi提出的单木竞争指数模型对种内种间竞争强度进行定量分析。公式：CI为竞争指数,其值越大竞争越激烈;Dj为竞争木第j株的胸径;Di为对象木桫椤第i株的胸径;Lij为对象木i与竞争木j之间的距离;N为竞争木株数;首先计算出每个竞争木对对象木的竞争指数,然后将N个单木间的竞争累加和平均即得种间及种内的竞争强度。,3.竞争对群落结构与组成影响的现状,3.1桫椤群落的种内种间竞争研究,3.竞争对群落影响的现状,3.1桫椤群落的种内种间竞争研究研究结果：对象木竞争强度随径级的增大而减小,群体水平上种内竞争大于种间竞争,个体水平上生态习性相近的种为灯台树、柃木。桫椤群落内幼龄桫椤非常少桫椤种内种间竞争强度随林木径级的增大而减小，大径级的桫椤竞争指数偏小。桫椤随时间的推移有减少的趋势,因而在种质资源的保护中不仅要保护桫椤物种本身,同时也要保护与之混生的、能为桫椤营造地区小环境的耐荫性树种及其特殊生境,才能减缓这一珍稀濒危物种的灭绝速率。,3.竞争对群落结构与组成影响的现状,3.2响叶杨群落结构及种间竞争江波，谭翊。福建林业科技响叶杨是我国特有的速生用材树种,为杨柳、杨属。是一种喜光阳性树种,落叶乔木,高可达30m,生长要求不严,一般只要年均温10-20,年降水量1200mm,相对湿度20%,光照充足时就能正常生长。贵州、四川、云南、湖北、河南、江苏、浙江等省均有分布。贵州省是重要产区之一。,3.竞争对群落结构与组成影响的现状,3.2响叶杨群落结构及种间竞争在响叶杨天然林分中,响叶杨在空间和资源竞争中呈优势地位,其伴生树种处于劣势地位。伴生树种被逐步淘汰,产生它疏现象,从而形成小片响叶杨纯林或响叶杨占主导地位的稳定响叶杨群落次生混交林群落。通过对非目的树种的间伐,避免种间竞争,可提高林分的经济价值,促进群落向顶级发展。,3.竞争对群落结构与组成影响的现状,3.2响叶杨群落结构及种间竞争竞争系数：采用的是生态位重叠计量公式计算:p为相对优势度,k为样地号,ij为第ij个树种。,3.竞争对群落结构与组成影响的现状,3.2响叶杨群落结构及种间竞争,3.竞争对群落结构与组成影响的现状,3.2响叶杨群落结构及种间竞争结合Lotka-Volterra模型。,3.竞争对群落结构与组成影响的现状,3.2响叶杨群落结构及种间竞争响叶杨由于是阳性树种,在种间或种内竞争中处于优势地位,导致了自疏或它疏现象。到成过熟林时,响叶杨群落达到相对稳定时期,常出现类似人工林特点的小片纯林(单层同龄林)或响叶杨占70%以上的混交林。响叶杨在人工间伐改造后的生长量比对照区有着明显的提高,通过对非目的树的间伐,加速了林分的群落演替,提前淘汰了处于中下层的伴生树木。确定林内应保留的最佳立木株数,避免了响叶杨在种内和种间竞争过程中对生长量的影响,从而提高了林分的经济价值。,3.竞争对群落结构与组成影响的现状,4.1生态入侵：是指人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区，种群不断扩大，分布区逐步稳定地扩展，这种过程称生态入侵。,4.生态入侵简介,4.2生物入侵的途径自然入侵 无意引进 有意引进 给我国生物多样性和生态安全带来严重影响的物种：一枝黄花、紫茎泽蓝、松材线虫、薇甘菊、空心莲子草、水葫芦等。据统计，目前我国至少有入侵植物380种、入侵动物40种。,4.生态入侵简介,4.3生态入侵对生态系统的影响破坏生态系统的平衡，瓦解生态系统的结构和功能生物多样性的丧失，导致物种遗传多样性的贫乏，加剧了人类危机生物入侵导致农业生态系统生产能力下降,4.生态入侵简介,4.4外来植物人侵群落 理论假说,4.生态入侵简介,竞争是塑造植物形态、生活史以及植物群落结构和动态的主要动力之一。大多数生态学家在竞争的概念、特性及其影响因素方面,已达成了共识,但尚无完善的竞争理论。由于研究地点环境不同,植物种各异,得出的结论只能作为个例,尚无具有普遍意义的一般性结论,生态学家根据个例提出了一些假说,但说法不一。将来对竞争的研究主要集中在假根在地下竞争中的作用;对水资源的竞争;竞争对全球气候变化的响应等方面。竞争在理论上对了解群落组成、结构与演替具有非常重要的意义,在实践上对植被恢复具有指导作用,竞争的研究尚方兴未艾。,5.小结与展望,1李博,陈家宽.植物竞争研究进展J.植物学报,1998,15(4):18-29.2杜峰,梁宗锁,胡莉娟.植物竞争研究综述生态学杂志,2004,23(4):157-163.3何跃军,刘济明,钟章成,刘锦春.桫椤群落的种内种间竞争研究J.西南农业大学学报(自然科学版),2004,26(5):590-593.4江波,谭翊.响叶杨群落结构及种间竞争J.福建林业科技,2009,36(1):77-81.5田宏,刘洋,蔡化,张鹤山,王凤.草地植物竞争的研究进展J.2007,35(28):8945-8947.6胡冀宁,孙备,李建东,王国骄,燕雪飞.植物竞争及在杂草科学中的应用J.作物杂志,2007,2:12-15.7彭少麟,向言词.植物外来种入侵及其对生态系统的影响J.生态学报,1999,19(4):560-568.8李龙兴.外来生物入侵对我国生态系统的影响和防控J.科苑观察,27-28.9王真辉.外来植物人侵群落理论假说J.热带农业科学,2007,27(1):67-72.10晨曦.有害生物入侵生态系统癌症-中国外来生物入侵大透视(上篇)J.生态经 济,2010,9:18-25.,参考文献,谢谢大家,