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群落结构


群落 (Biocoenosis)或称为“生物群落”。指的是生态学中,在一个群落生境内相互之间具有直接或间接关系的所有生物,或曰生物的总合。也有人作如下定义:生存在一起并与一定的生存条件相适应的动植物的总体。群落生境是群落生物生活的空间。一个生态系统则是群落和群落生境的系统性相互作用。

一个群落的生物物种占据不同的小生境。一个群落的生物相互之间有着不同的关系。

群落的基本原则:
1.一个群落生境的小生境越是多样,那么其中的群落就越是物种丰富。(热带雨林)
2.一个群落生境的非生物因素和全球平均值相差越大,其物种也会越少,但个体数目却会越多。这个区域的群落通常是高特异性的。(盐湖,深海)
3.一个群落生境的生存环境越是缓慢连续的交替改变,群落也会越是丰富。(珊瑚礁)

在生物群落中,各个种群占据了不同的空间,使群落具有一定的结构。群落的结构包括垂直结构和水平结构。

垂直结构

垂直结构是指在群落生境的垂直方向上,群落具有的明显分层现象。

以森林的群落结构为例。在植物的分层上,由上至下依次是乔木层、灌木层和草本植物层。动物的分层亦呈这种垂直结构:鹰、猫头鹰、松鼠居于森林上层,大山雀、柳莺等小型鸟类在灌木层活动,鹿、獐、野猪等兽类居于地面,蚯蚓、马陆等低等动物则在枯叶层和土壤中生存。

水平结构

水平结构是指在群落生境的水平方向上,群落具有的明显分层现象。由于在水平方向上存在的地形的起伏、光照和湿度等诸多环境因素的影响,导致各个地段生物种群的分布和密度的不相同。

同样以森林为例。在乔木的基部和被其他树冠遮盖的位置,光线往往较暗,这适于苔藓植物等喜阴植物的生存;在树冠下的间隙等光照较为充足的地段,则有较多的灌木与草丛。

植物群落水平结构的主要特征就是它的镶嵌性(mosaic)。镶嵌性是植物个体在水平方向上分布不均匀造成的,从而形成了许多小群落(microcoense)。小群落的形成是由于环境因子的不均匀性,如小地形和微地形的变化,土壤湿度和盐渍化程度的差异,群落内部环境的不一致,动物活动以及人类的影响等。分布的不均匀性也受到植物种的生物学特性、种间的相互关系以及群落环境的差异等因素制约。


群落的时间结构

    如果说植物种类组成在空间上的配置构成了群落的垂直结构和水平结构的话,那么不同植物种类的生命活动在时间上的差异,就导致了结构部分在时间上的相互配置,形成了群落的时间结构。在某一时期,某些植物种类在群落生命活动中起主要作用;而在另一时期,则是另一些植物种类在群落生命活动中起主要作用。
    如在早春开花的植物,在早春来临时开始萌发、开花、结实,到了夏季其生活周期已经结束,而另一些植物种类则达到生命活动的高峰。所以在一个复杂的群落中,植物生长、发育的异时性会很明显地反映在群落结构的变化上。因此,周期性就是植物群落在不同季节和不同年份内其外貌按一定顺序变化的过程,它是植物群落特征的另一种表现。植物群落的外貌在不同季节是不同的,随着气候季节性交替,群落呈现不同的外貌,称之为季相。如北方的落叶阔叶林,在春季开始抽出新叶,夏季形成茂密的绿色林冠,秋季树叶一片枯黄,到了冬季则树叶全部落地,呈现出明显的四个季相。植物生长期的长短,复杂的物候现象是植物在自然选择过程中适应周期性变化着的生态环境的结果,它是生态-生物学特性的具体体现。
 温热地区四季分明,群落的季相变化十分显著,如在温带草原群落中,一年可有四或五个季相。早春,气温回升,植物开始发芽、生长,草原出现春季返青季相。盛夏秋初,水热充沛,植物繁茂生长,色彩丰富,出现华丽的夏季季相。秋末,植物开始干枯休眠,呈红黄相间的秋季季相。冬季季相则是一片枯黄。

    草原群落中动物的季节性变化也十分明显。例如,大多数典型的草原鸟类,在冬季都向南方迁移;高鼻羚羊等有蹄类在这时也向南方迁移,到雪被较少、食物比较充足的地区去,旱獭、黄鼠、大跳鼠、仓鼠等典型的草原啮齿类到冬季则进入冬眠。有些种类在炎热的夏季进入夏眠。此外,动物贮藏食物的现象也很普遍,如生活在蒙古草原上的达乌尔鼠兔,冬季在洞口附近积藏着成堆的干草,所有这一切,都是草原动物季节性活动的显著特征,也是它们对于环境的良好适应。
群落交错区与边缘效应

    群落交错区(ecotone)又称生态交错区或生态过渡带,是两个或多个群落之间(或生态地带之间)的过渡区域。如森林和草原之间有一森林草原地带,软海底与硬海底的两个海洋群落之间也存在过渡带,两个不同森林类型之间或两个草本群落之间也都存在交错区。此外,像城乡交接带、干湿交替带、水陆交接带、农牧交错带、沙漠边缘带等也都属于生态过渡带。群落交错区的形状与大小各不相同。过渡带有的宽,有的窄;有的是逐渐过渡的,有的变化突然。群落的边缘有的是持久性的,有的在不断变化。
    群落交错区是一个交叉地带或种群竞争的紧张地带,发育完好的群落交错区,可包含相邻两个群落共有的物种以及群落交错区特有的物种,在这里,群落中物种的数目及一些种群的密度往往比相邻的群落大。群落交错区种的数目及一些种的密度有增大的趋势,这种现象称为边缘效应(Edge effect)。这是因为群落交错区的环境条件比较复杂,能为不同生态类型的植物定居提供条件,从而为更多的动物提供食物、营巢和隐蔽条件。如我国大兴安岭森林边缘,具有呈狭带状分布的林缘草甸,每平方米的植物种数达30种以上,明显高于其内侧的森林群落与外侧的草原群落。美国伊利诺斯州森林内部的鸟仅登记14种,但在林缘地带达22种。一块草甸在耕作前100英亩面积上有48对鸟,而在草甸中进行条带状耕作后增加到93对(Good等,1943)。W.J.Beecher(1942)曾用一定面积的鸟巢数来说明边缘效应。还有人利用增加群落交错区数量或边缘长度以增加边缘效应,提高野生动物产量。但值得注意的是,群落交错区物种的密度的增加并非是个普遍的规律,事实上,许多物种的出现恰恰相反,例如在森林边缘交错区,树木的密度明显地比群落里要小。
    1987年1月,在巴黎召开的一次国际会议上对群落交错区的定义是:“相邻生态系统之间的过渡带,其特征是由相邻生态系统之间相互作用的空间、时间及强度所决定的”。
    目前,人类活动正在大范围地改变着自然环境,形成许多交错带,如城市的发展、工矿的建设、土地的开发均使原有景观的界面发生变化。这些新的交错带可看做半渗透界面,它可以控制不同系统之间能量、物质与信息的流通。因此,有人提出要重点研究生态系统边界对生物多样性、能流、物质流及信息流的影响,生态交错带对全球性气候、土地利用、污染物的反应及敏感性,以及在变化的环境中怎样对生态交错带加以管理。联合国环境问题科学委员会(SCOPE)甚至制订了一项专门研究生态交错带的研究计划。