[教育]环境生态学第3章主文件.ppt

§3 种群生态学§3－1 种群及其动态§3－2 种群的进化§3－3 种内、种间关系§3－4 集合种群§3－1 种群及其动态种群的概念种群的基本特征种群动态种群调节§3－1 种群及其动态一 、种群的概念定义种群(population)是指在一定空间中，同 种个体的组合 这是最一般的定义，表示种群是由同种 个体组成的、占有一定领域、是同种个 体通过种内关系组成的一个统一体或系 统 种群概念即可指具体的某些生物种种， 如某一个保护区内的熊猫种群，也可指 泛指所有熊猫种群(抽象名词) 种群可以由单体生物或构件生物组成 为了强调不同的面，有的生态学家还在 种群定义中加进其他一些内容，如能相 互进行杂交、具有一定结构、一定遗传 特性等内容单体生物（ unitary organism）：各个体 保持基本保 持一致的体 形结构，每 一个体来源 于一个受精 卵如鸟类 、兽类等 个体形态发 育可预测构件生物（ modular organism）：由一个 合子发育成 一套构件， 由这些构件 组成个体 如大多数植 物、海绵、 珊瑚等个体形态发育 受环境影响不 可预测涵义种群是一个有机 统一体或系统 • 种群是物种在自然界存在的基本单位 • 种群是生物资源保护、利用和有害生物综合管理的具体对象 • 一个物种，由于地理隔离，有时不只有一个种群§3－1 种群及其动态一 、种群的概念不等于个体的简单相加：有机体 之间相互作用，在整体上呈现有组织有结构的特性。

个体之间差异性：不同的发育阶段（年龄不同）；同一生长阶段，个体贡献不同个体水平与种群水平的差异： ]个体有出生、死亡，种群称为出生率和死亡率是一个自我调节系统，通过系统的自动调节，使其能在生态系统内维持自身稳定性作为系统还具有群体的信息传递、行为适应与数量反馈控制的功能是物种存在的基本单位是物种繁殖、进化或演化的基本单位 • 是生物群落的基本组成单位1234567AA1A2A3BB2B3B4B5B6B7CC1C3C4DD1D3D5D7群落物种种群种群生态学种群生态学（ population ecology ）定义: 研究种群的数量、分布以及它们与周围环境中的生物和非生物因素之间的相互关系种群动态是种群生态学研究的核心研究种群生态学的意义研究种群生态学的意义理论意义开辟生态学研究的新领域实践意义了解生物在生态系统中的地位了解数量的时空动态实施物种保护§3－1 种群及其动态一 、种群的概念数量特征每单位面积(空间)上的数量变化，它是种群动态 的重要体现 空间特征即种群具原有一定的分布区域组成种群的个体 在其生活空间中的位置状态或布局，称为种群的 内分布型（internal distribution pattern）。

遗传特征种群具有一定的遗传组成，是一个基因库，以区 别于其它物种但基因组成同样也是处于变动中 的§3－1 种群及其动态二 、种群的基本特征1. 种 群 的 主 要 特 征§3－1 种群及其动态二 、种群的基本特征2. 种 群 的 群 体 特 征种群密度(density) ：（原始密度(crude density) 、生态密度(ecological density) ） 种群初级参数： 出生率(natality)（生理出生率 (physiological natality) –最大出生率(maximum natality)、生态出生率(ecological natality) –实际出 生率(realized natality)）、死亡率(mortality) （生理死亡率(physiological mortality ) –最小死亡率 (minimum mortality)、生态死亡率(ecological mortality) –实际出生率(realized)）、 迁入和迁出 率 种群次级参数：性比(sex ratio) 、年龄分布(age structure) 、种群增长率（population growth rate ）、分布型（pattern of distributipn）v 原始密度(crude density) ：单位空间内个体的数量。

v 生态密度(ecological density)：生物实际占有空间内的个体 数量 v 生理出生率(physiological natality)：种群在理想条件下所能达到的最大出生数量，又称最大出生率(maximum natality) v 生态出生率(ecological natality)：一定时期内，种群在特定 条件下实际繁殖的个体数量，它受生殖季节、一年生殖次 数、一次产仔数量、妊娠期长短和孵化期长短、以及环境条件、营养状况和种群密度等因素影响，又称实际出生率(realized natality) v 生理死亡率(physiological mortality )：最适条件下，所有 个体都因衰老而死，这种死亡率称生理死亡率，又称最小死亡率(minimum mortality) v 生态死亡率(ecological mortality)：一定条件下，种群实际 的死亡率，又称实际出生率(realized)单位面积、单位体积或单位生境中个体的 数目是指任何生物种群产生新个体的能力或速 率 指种群单位时间内死亡的个体数目 §3－1 种群及其动态三 、种群的动态种群动态是种群生态学的核心问题。

种群动是 种群数量在时间和空间上的变动规律，即研究下列 问题： 有多少（种群数量或密度）？ 哪里多，哪里少（种群分布）？ 怎样变动（数量变动和扩散迁移）？ 为什么这样变动（种群调节）？对种群动态及影响种群数量和分布的生态因素 的研究具有重大的应用价值例如：确定合理利用渔业和野生动植物管理中的收 获量、放牧制度和林场采伐制度、制定保护濒危生 物防止绝灭的对策、病虫害的生态防治措施等§3－1 种群及其动态三 、种群的动态1. 种 群 的 数 量 统 计Ø 绝对密度 取样调查 (sampling methods) 样方法 (use of quadrats)标志重捕法 (mark-recapture methods)相对密度捕获率、遇见率、粪堆数、鸣叫声、毛皮收 购、单位捕捞鱼量、动物痕迹（活动留下的土 丘、洞穴、巢、蛹等）计数种群的一小部分用以估 计种群整体在若干样方中计数全部个体 ，然后将其平均数推广，来 估计种群整体在调查地段中，捕获一部分个 体进行标志，然后放回，经一 定期限后进行重捕根据重捕 中标志的比例，估计个体的总 数§3－1 种群及其动态三 、种群的动态2. 种 群 的 数 量 统 计 学年龄结构定义所谓种群的年龄结构，是指各个年龄级(群) 个体数在种群中的分布情况，因此又叫年龄分布和年龄组成。

年龄级：年龄或月龄等生活史期，如卵、幼虫、蛹和龄期等种群的群体特征多为统计指标因而种 群统计学(demographty)就是种群的出生、死 亡、迁移、性比、年龄结构等的统计学研究 年龄结构年龄锥体（age pyramid）种群各年龄组的个体数或百分比的分布呈金字塔形，因此，称这样的年龄分布为年龄金字塔或年龄锥体繁殖后期繁殖期繁殖前期abc增长型种群: 呈典型金字塔型表示 种群中幼年组个体数多 ，老年组个体数少，种 群的出生率大于死亡率 ，种群迅速增长稳定型种群: 种群出生率 大约与死亡 率相当，种 群稳下降型种群: 幼年组个体数少， 老年组个体数多， 种群的死亡率大于 出生率，种群种群 数量趋向减少年龄结构研究年龄结构(包括性比)的意义种群的年龄分布(age distribution)体现种群存活、繁 殖的历史，以及未来潜在的增长趋势，因此，研究种群的历 史，便可预测种群的未来0-5和5-10的横柱较 狭，说明1972-1982年计划生育有成就 • 10-15和15-20两个横柱较宽、说明1962-1972年计划生育较松 • 35-45年龄组的减少则二战的结果 • 人口基本上是增长型，因而控制人口的任务是艰巨和长期的由此可见，人 口动态中各种 社会和自然因 素的影响，将 在年龄锥体中 反映出来肯尼来、美国和澳大利亚的人口年龄结构木棉树（Populus deltoides subsp.）种群的年龄分布仙人掌雀（Geospiza conirostris）1987的年龄分布性别结构定义性比（sex ratio）是指同一年龄组的雌雄数量之比，即年龄锥体两侧的数量比例。

第一性比: 种群中雄性个体和雌性个体数目的比例第二性比: 个体性成熟时的性比第三性比:充分成熟的个体性比2. 种 群 的 数 量 统 计 学§3－1 种群及其动态三 、种群的动态性别结构对出生率的影响一雄一雌（♂♀） 1000只鸟♂/ ♀=6：4，♂♀对为400，而不是500一雄多雌（♂♀♀）如鹿群中， ♀比♂多几倍，不影响出生率一雌多雄（♀♂♂）♀比♂多几倍，影响出生率不同生育期的性比动物出生的性别一般是♂>♀而较老的年龄组则是♀ >♂ 人口的性比规律一般是婴儿出生♂>♀中年♂/♀老年♂1，N2抑制效 >N1； α1，表示N1抑制效应 >N1；β K2 /β, K2 α/K1 表示N1种内竞争强度小， 种间竞争强度大； 而N2则相反——N N1 1取胜取胜, N, N2 2灭亡灭亡种 内 竞 争 强 度种间竞 争强度倒数K1/αK1K2/βK2N1N2§3§3－－3 3 种内、种间关系种内、种间关系二、竞 争3.种间竞争种间竞争种间竞争结果K2>K1/α K1 β/K2 1/K2 K2/β K2 > K1/α 两条对角线相交，出现 平衡点1/K1 β/K2 1/K2 > α/K1表示两个物种都是种内竞 争强度大，种间竞争强度 小； 两物种彼此都不能排掉竞 争对方。

种 内 竞 争 强 度种间竞 争强度§3§3－－3 3 种内、种间关系种内、种间关系二、竞 争—— 出现稳定的平衡出现稳定的平衡，， 即共存的局面即共存的局面Lotka-Volterra种间竞 争模型的稳定性特征： 假如种内竞争比种间竞 争强烈，就可能有两物 种共存的稳定平衡点输 入 率输 入 率输 入 率输 入 率输出率输出率输出率输出率bacdN1取胜N2取胜稳定平衡不稳定平衡植物竞争中四种可能的结果植物的竞争模型3. 种间竞争种间竞争§3§3－－3 3 种内、种间关系种内、种间关系二、竞 争输入率= 物种甲（N1） 播种的种子数 /物种乙（N2） 播种的种子数 输出率= 收获时物种甲 种子数/收获 时物种乙种子 数3. 种间种间 竞争竞争竞争排斥原理GauseGause以草履虫竞争实验为基础提出了以草履虫竞争实验为基础提出了 高斯假说，后人将其发展为竞争排斥原理高斯假说，后人将其发展为竞争排斥原理( ( Principle of competitive exclusion Principle of competitive exclusion ：：在一个稳定的环境内，两个以上受资源限制在一个稳定的环境内，两个以上受资源限制 的、但具有相同资源利用方式的种，不能长的、但具有相同资源利用方式的种，不能长 期共存在一起，即完全的竞争者不能共存。

期共存在一起，即完全的竞争者不能共存§3§3－－3 3 种内、种间关系种内、种间关系二、竞 争或者如果生活在同一地区内，由于剧烈竞争， 它们之间必然出现栖息地、食性、活动时间或 其它特征上的生态位分化3. 种种 间间 竞竞 争争生态位理论定义生态位(niche)是生态学中的一个重 要概念，指物种在生物群落或生态系统 中的地位和作用理论的形成与发展J. Grnnell(1917) ：一个种所占据的微环 境，强调提空间生态位(spatial niche) • C . Elton(1927) ：物种在生物群落或生态系统中的地位与功能。