【教学课件】第八章群落的分类与排序.ppt

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1、第八章第八章 群落的分类与排序群落的分类与排序第一节第一节 生物群落的分类生物群落的分类第二节第二节 生物群落的排序生物群落的排序群落分类：群落分类：对实对实体（或属性）集合按体（或属性）集合按其属性（或其属性（或实实体）数据所反映的相似体）数据所反映的相似关系把他关系把他们们分成分成组组，使同，使同组组内的成内的成员员尽量相似，而不同尽量相似，而不同组组的成的成员员尽量相异。尽量相异。第一节第一节 生物群落的分类生物群落的分类实体：实体：样方、群落片断或植被地段等。样方、群落片断或植被地段等。属性：属性：种类的观测值或环境因子等。种类的观测值或环境因子等。目的：目的：揭示群落类型形成、发展与

2、其揭示群落类型形成、发展与其周围环境的关系，从而为植被管理、周围环境的关系，从而为植被管理、利用和改造以及农林牧的发展提供科利用和改造以及农林牧的发展提供科学依据。学依据。依据：依据：群落是自然单位、边界明确、群落是自然单位、边界明确、可以象物种那样进行分类。可以象物种那样进行分类。一、中国植物群落分类原则、一、中国植物群落分类原则、系统和单位系统和单位2 分类原则：分类原则：采用采用“群落生态群落生态”原则，原则，即以群落本身的综合特征作为依据，即以群落本身的综合特征作为依据，群落的种类组成、外貌和结构、地群落的种类组成、外貌和结构、地理分布、动态演替等特征及其生态理分布、动态演替等特征及其

3、生态环境，在不同的等级中均作了相应环境，在不同的等级中均作了相应的反映。的反映。1 分类方法：分类方法：不重叠等级分类不重叠等级分类植被型：植被型：高级单位高级单位群系：群系：中级单位中级单位群丛：群丛：基本单位基本单位植被型侧重外貌和结构、地理分布；植被型侧重外貌和结构、地理分布；群系、群丛侧重于种类组成。群系、群丛侧重于种类组成。3 主要分类单位主要分类单位植被型组（植被型组（vegetation type group）植被型（植被型（vegetation type）植被亚型（植被亚型（vegetation subtype）群系组（群系组（formation group）亚群系（亚群系（s

4、ubformation）群丛组（群丛组（association group）群丛（群丛（association）亚群丛（亚群丛（subassociation）群系（群系（formation）植被型组：植被型组：凡建群种生活型相近且凡建群种生活型相近且群落外貌相似的植物群落联合。群落外貌相似的植物群落联合。如针叶林、阔叶林、草地等。如针叶林、阔叶林、草地等。植被型：植被型：建群种生活型（一级或二建群种生活型（一级或二级）相同或相似，同时对水热条件级）相同或相似，同时对水热条件要求一致的植物群落联合为植被型。要求一致的植物群落联合为植被型。如寒温性针叶林、夏绿阔叶林等。如寒温性针叶林、夏绿阔叶林等

5、。群系：群系：凡是建群种或共建种相同的植物凡是建群种或共建种相同的植物群落联合为群系。如以大针茅为建群群落联合为群系。如以大针茅为建群种的任何群落都可归为大针茅群系。种的任何群落都可归为大针茅群系。群系组：群系组：根据建群种亲缘关系近似（同根据建群种亲缘关系近似（同属或相近属）、生活型（三级和四级）属或相近属）、生活型（三级和四级）近似或生境相近而划分的。如草甸草原近似或生境相近而划分的。如草甸草原亚型可分出：丛生禾草草甸草原，根茎亚型可分出：丛生禾草草甸草原，根茎禾草草甸草原和杂类草草甸草原。禾草草甸草原和杂类草草甸草原。群丛组：群丛组：凡是层片结构相似，而且优凡是层片结构相似，而且优势层片

6、与次优势层片的优势种或共优势层片与次优势层片的优势种或共优种相同的植物群落联合。如在羊草种相同的植物群落联合。如在羊草+丛丛生禾草亚群系中，羊草生禾草亚群系中，羊草+大针茅草原和大针茅草原和羊草羊草+丛生小禾草。丛生小禾草。群丛：群丛：凡是层片结构相同，各层片凡是层片结构相同，各层片的优势种或共优种相同的植物群落的的优势种或共优种相同的植物群落的联合。联合。如羊草如羊草+大针茅这一群丛组大针茅这一群丛组内，羊草内，羊草+大针茅大针茅+黄囊苔草原和羊草黄囊苔草原和羊草+大针茅大针茅+柴胡草原。柴胡草原。群系群系群系组群系组植被型植被型植被型组植被型组马尾松林马尾松林暖性松林暖性松林暖暖性性针针叶

7、叶林林针叶林针叶林油松林油松林温性松林温性松林温温性性针针叶叶林林针叶林针叶林中国植被分为中国植被分为1111个植被型组、个植被型组、2929个植被型、个植被型、560560多个群系，群丛则不计其数。多个群系，群丛则不计其数。1010个植被型组个植被型组 针叶林、阔叶林、灌草和灌草丛、草原和针叶林、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）、稀树干草原、荒漠（包括肉质刺灌丛）、冻原、高山稀树植被、草甸、沼泽、水生冻原、高山稀树植被、草甸、沼泽、水生植被。植被。2929个植被型个植被型 寒温性针叶林、温性针叶林、温性针阔寒温性针叶林、温性针叶林、温性针阔叶混交林、暖温性针叶林

8、、落叶阔叶林、常叶混交林、暖温性针叶林、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、树林、竹林、常绿针叶灌丛、常绿草叶灌丛、落叶阔叶灌丛、灌草丛、草原、稀树干草原、落叶阔叶灌丛、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、水被、高山流石滩稀疏植被、草甸、沼泽、水生植被。生植被。4 植物群落的命名植物群落的命名我国习惯采用我国习惯采用联名法，联

9、名法，即将各个层中的即将各个层中的建群种或优势种和生态指示种的学名按建群种或优势种和生态指示种的学名按顺序排列。顺序排列。同层优势种的联合用同层优势种的联合用“+”，异层用，异层用“-”。如：如：Ass.Ass.Larix gmelini-Rhododendron Larix gmelini-Rhododendron dahurica-Phyrola incarnatadahurica-Phyrola incarnata（即：兴（即：兴安落叶松安落叶松-杜鹃杜鹃-红花鹿蹄草群丛）红花鹿蹄草群丛）4 群落分类简介群落分类简介（1）英美学派的群落分类）英美学派的群落分类原则：原则：群落动态发生演替

10、原则群落动态发生演替原则代表人物：代表人物：ClementsClements和和TansleyTansley。分类方法：分类方法：双轨制分类系统双轨制分类系统分类单位：分类单位：群系和群丛。群系和群丛。美国国家地理数据委员会植被分类系统美国国家地理数据委员会植被分类系统等级序列等级序列区域水平区域水平 目目order外貌水平外貌水平 纲纲class 亚纲亚纲subclass 群群group 亚群亚群subgroup 群系群系formation植物区系水平植物区系水平 群属群属alliance 群丛群丛association（2）法瑞学派的群落分类）法瑞学派的群落分类分类原则：分类原则：区别种区

11、别种分类方法：分类方法：植物区系植物区系-结构分类系统结构分类系统（归（归并法）并法）代表人物代表人物：Braun-BlanquetBraun-Blanquet（19281928）分类单位：分类单位：以植物区系为基础，从基本分以植物区系为基础，从基本分类单位到最高级单位，都是以群落种类类单位到最高级单位，都是以群落种类组成为依据。组成为依据。四、四、群落的数量分类群落的数量分类（一）数量分类的目标（一）数量分类的目标1 1 用属性划分实体，揭示植被本身存在的自然间断；用属性划分实体，揭示植被本身存在的自然间断；2 2 用环境因素划分实体，揭示植被间断的环境原因；用环境因素划分实体，揭示植被间断

12、的环境原因；3 3 种分类与环境因素分类结果比较，解释植被变化种分类与环境因素分类结果比较，解释植被变化与环境变化的关系；与环境变化的关系；4 4 用实体划分属性，揭示种间相互作用的规律；用实体划分属性，揭示种间相互作用的规律；5 5 用实体划分环境因素，揭示不同环境因素之间的用实体划分环境因素，揭示不同环境因素之间的组合关系；组合关系；6 6 用实体划分种组和环境因素，揭示种组与环境因用实体划分种组和环境因素，揭示种组与环境因素的关系。素的关系。（二）群落的数量分类群落的数量分类1 单元分析和多元分析单元分析和多元分析2 相似系数（相似系数（similarity）的运算）的运算（1）欧氏距离

13、（）欧氏距离（Euclidean Distance，ED）i1，2，p种数；种数；jk1，2，N样方样方数数3 相关系数计算相关系数（correlation efficient）：是一种内积系数，是离差标准化后的内积。种种 样方样方 1 2 3 4 5125210201431334100（1）中心化（2）求内积）求内积（3）相关系数）相关系数举例计算种种样方样方123456789黄刺玫黄刺玫999583826864 62 49 46沙棘沙棘10422133526 21 36 37（1）中心化）中心化（2）求内积）求内积（3）求相关系数（）求相关系数（r-0.89）4 信息系数信息系数（信息系数

14、（information efficient）：用样）：用样方与样方、样方与样方组合并引起信息方与样方、样方与样方组合并引起信息增量作为样方间的相异（相似）性指标。增量作为样方间的相异（相似）性指标。一般适用二元数据。一般适用二元数据。种种样方样方12345sp111100sp210000sp301011sp411111sp500011sp610000（1）假设）假设A中有中有1个样方个样方,则则（2）假设）假设A中有样方中有样方1和和2(n=2),则则有有sp1、sp4的样方各的样方各2个；个；(a1=a4=2;n-a1=n-a4=0)有有sp2、sp3和和sp6的样方各的样方各1个；个；(

15、a2=a3=a6=1;n-a2=n-a3=n-a6=1)有有sp5的样方的样方0个；个；a5=0,n-a5=2（3）假设）假设A中有样方中有样方1、2、3和和4(n=4),则则有有sp1的样方各的样方各3个；个；(a1=3;n-a1=1)有有sp2、sp5和和sp6的样方各的样方各1个；个；(a2=a5=a6=1;n-a2=n-a5=n-a6=3)有有sp3的样方的样方2个；个；a3=2,n-a3=2有有sp4的样方的样方4个；个；a4=4,n-a4=0信息增量信息增量信息增量越大，两样方（组）之间的信息增量越大，两样方（组）之间的距离越远，相似性越小。距离越远，相似性越小。（三）群落的数量分

16、类步骤（三）群落的数量分类步骤1 计算样方间的相异系数矩阵，以欧式距离为常用；2 选相异系数最小两样方A和B，首先合并为一组；3 再计算样方A+B与其他样方或样方组间的距离；Lance和Williams（1967）模型：4 回到第二步，选距离最小的两个样方或一个样方与样方组合并，重复计算，直到所有样方合并为一组。spp 样方12345125530203421320102举例说明12345104.695.103.002.24201.412.245.74303.005.92403.745012，345105.773.002.242，302.936.94403.742，341，57.393.662，

17、32.932，3，41，56.18D=D1D2D3Distance matrixABCDEA0.000B4.6900.000C5.0991.4140.000D3.0002.2363.0000.000E2.2365.7455.9163.7420.000ObjectsNode Group 1Group 2Dissimil.in group1BC1.41422AE2.23623Node 1D2.61834Node 3Node 24.6995Distance matrixsp1sp2sp3sp10.000sp23.3170.000sp37.3485.1960.000ObjectsNode Group

18、1Group 2Dissimil.in group1sp2sp13.31722Node 1sp36.2723UPGMAEuclideansp2sp1sp37.264.83.62.41.20计算举例种（种（i）样方（样方（j、k）1 2 312 342 5 53 4 404 6 65 12 12种（种（i）样方（样方（j、k）1 2 312 320 15 010 0 017 0 0试计算试计算第二节第二节 群落的排序群落的排序（一）排序的概念（一）排序的概念群落排序：群落排序：就是把一个地区内所调查的就是把一个地区内所调查的群落样地，按照相似度来排定各样地群落样地，按照相似度来排定各样地的位序，

19、从而分析各样地之间及其与的位序，从而分析各样地之间及其与生境之间的相互关系。生境之间的相互关系。直接排序直接排序：以群落生境或其中某一生态因子的变化，以群落生境或其中某一生态因子的变化，排定样地生境的位序。排定样地生境的位序。群落排序群落排序：用植物群落本身属性（如种的出现与否，用植物群落本身属性（如种的出现与否，种的频度、盖度等），排定样地生境种的频度、盖度等），排定样地生境的位序。的位序。排序的排序的目的目的：就是把实体作为点在以属性为就是把实体作为点在以属性为坐标轴的坐标轴的P P维空间中（维空间中（P P个属性）按个属性）按其相似关系把它们排列出来。也就其相似关系把它们排列出来。也就是要把是要把P P维空间压缩成低维空间，让维空间压缩成低维空间，让人可以理解。人可以理解。按属性排列实体，按属性排列实体，称为正分析或称为正分析或Q Q分析。分析。按实体排列属性，按实体排列属性，称为逆分析或称为逆分析或R R分析。分析。主要采用主成分分析法（主要采用主成分分析法（PCAPCA）。）。作业：作业：一、名词解释一、名词解释植被型；群系；群丛；群落分类；群落排植被型；群系；群丛；群落分类；群落排序；直接排序；间接排序；序；直接排序；间接排序；二、问答二、问答1、为什么对群落进行分类？、为什么对群落进行分类？2、简述中国群落分类原则、系统和单位。、简述中国群落分类原则、系统和单位。