5) dynamics of microbial communities
微生物群落动态性
补充资料：生物群落
| 生物群落 biological community 生活在一定生境中的全部生物（包括植物、动物和微生物）以各种方式彼此作用、相互影响而形成的整体。相当于生态系统中的生物部分。 群落结构 包括空间结构、时间组配和种类结构。 ①空间结构。不同生活型的植物生活在一起，它们的营养器官配置在不同高度，形成分层现象。例如温带落叶阔叶林可清晰地分为乔木 、灌木、草本和苔藓地衣（地被）4层。地下根系的分布也是分层的：乔木根系伸入土壤的最深层，灌木根系分布较浅，草本植物根系则多集中于土壤表层，藓类的假根直接分布在地表。生物群落的垂直分层与光照条件密切相关，每一层的植物适应于该层的光照水平，并降低下层的光强度。如森林最上层树处于全光照之中，下层小树的光照只有上层树的10％～50％，灌木层仅为5％～10％，而草本层则只剩1％～5％了。随着光照强度的变化，温度、空气湿度也发生变化。因此动物在种类上也表现出分层现象，例如，在森林中可以区分出3组鸟种：在树冠中采食的 接近地面的，以及生活在其间的灌木和矮树簇叶中的。当然，也存在一些层外生物，它们不固定于某一个层。例如藤本植物、附生植物，以及从一个层到另一个层自由活动的动物。生物群落不仅有垂直结构分化，还有水平结构分化。群落在水平方向的不均匀性表现为群落的镶嵌性。这种不一致性是由群落内环境的差别如地表的小起伏，种间的相互作用，以及动物的活动等引起的。 ②时间组配。组成群落的 生物种在时间上也常表现出“分化”，如落叶阔叶林，一些草本植物在春季树木出叶之前就开花，另一些则在晚春、夏季或秋季开花；相联系的昆虫种也依次更替着；鸟类对季节的不同反应，则表现为候鸟的季节性迁徙。生物也表现出与每日时间相关的行为节律：动物有白天活动、黄昏活动和夜间活动的区分。许多浮游动物有夜间移向水面，白天沉至深处的垂直移动，潮汐的复杂节律控制着许多潮间带生物的活动，土壤栖居者也有昼夜垂直移动的现象。 ③种类结构。每一个具体的生物群落以一定的种类组成为其特征。但不同生物群落的种类数目差别很大。例如，热带森林群落中，生物的种数远较冻原和荒漠群落的多。群落中生物的复杂程度用物种多样性概念表示。多样性与出现在某一地区的生物种的数量有关，也与个体在种间分布的均匀性有关。均匀性越大，多样性也越高。每种植物在群落中所起的作用是不一样的。群落中个体数量和生物量很大的种叫优势种，它们在群落中居优势地位。优势种常不止一个，优势种中的最优势者叫建群种，通常陆地生物群落根据建群植物种命名，如云杉林就是以建群种云杉命名的。温带和寒带地区生物群落的建群种比较明显，而热带生物群落的优势种不明显，很难确定出建群种来。除优势种外，个体数量和生物量虽不占优势但仍分布广泛的种是常见种；个体数量极少，只偶尔出现的种是偶见种。 群落演替 一个群落发育成另一个完全不同的群落，称作群落演替或生态演替。例如，在云杉林地区的撂荒耕地上，首先出现桦树、山杨和桤木，因为这些树的种子很容易被风携带，它们落到土壤上就开始萌发。这些是所谓先锋种。它们之中最坚强者在那里巩固下来并逐渐改变环境，经过30～50年，桦树树冠密接后，形成新的条件。新条件适合云杉生长，对桦树本身反而不利，于是逐渐形成混交林。但这种混交林存在时间不太长，因为喜光的桦树不能忍受遮荫，在云杉林冠下无法更新 ，经过80～120年，就形成稳定的云杉林了。演替过程中经过的各个阶段叫做系列群落。演替最后达到一种相对稳定的群落，叫做顶极。 演替有两种类型：在原来没有生命的地点开始的演替叫原生演替。一般需要上百年或更长时间才能达到顶极状态。如果在以前存在过生物的地点上演替，则称次生演替，群落达到顶极状态要比原生演替快得多。 对于顶极有3种学说：①单顶极学说。认为一个地区的所有演替趋同于单一的顶极群落该群落完全由气候决定，所以又叫气候顶极。②多顶极学说。认为由于土壤水分、土壤养分、坡向、动物的活动等因素的影响，在一个地区可以区分出许多稳定的顶极群落。③顶极模式假说。认为一个地区存在多种环境因素，共同组成一种环境梯度模式，生物群落也适应于这种模式，顶极类型沿环境梯度逐渐过渡。如果沿一环境梯度每隔一定距离对群落取样，并沿气候梯度观察植物生长型的变化时，大多数情况下看到的是群落的连续变化，即作为连续体出现。这就是群落连续性原理。按照这一原理，沿连续的环境梯度，自然群落一般是连续地相互渐次变化，而不是以清晰的边界突然让位于其 他种的组合 。群落过渡（如森林和草地之间的林缘）区称作生态交错区。在这里常常表现出一种边界效应，即交错区的物种多样性特别高，既有出现在林缘本身的种，也有来自相邻两个群落的种。 生物群落的种类 动植物的分布受许多因素的控制，但从全球或整个大陆来看，各种因素中最重要的是全球气候。由气候制约的全球生物群落的最大和最易识别的划分是生物群域。生物群域按照占优势的顶极植被划分。世界主要生物群域有：①陆地生物群域。包括热带雨林、热带季节林和季风林、亚热带常绿林、温带落叶阔叶林、泰加林或北方针叶林、多刺林、亚热带灌丛、热带稀树草原、温带草原、冻原、荒漠、极地-高山荒漠。②水-陆过渡性生物群域。包括内陆沼泽（包括酸沼和普通沼泽）、沿海沼泽（盐沼，包括热带亚热带的红树林）。③水生生物群域。包括静止淡水（湖泊、池塘）、流动淡水（河流）、河口湾、沿岸海、大洋或深海。 |
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