森林生态学：09 植物种群.ppt

第三章 植物种群,第一节 种群及其基本特征 第二节 种群数量动态 第三节 种群调节生态对策,1、定义 种群(Population): 一定空间时间范围内同种生物个体的组合,第一节 种群及其基本特征,种群生态学(Population Ecology) 研究种群的数量、分布，以及种群与其环境中非生物和其他生物间的相互作用,第一节 种群及其基本特征,2.种群密度及其统计,密度(density):单位面积或空间内种群的个体数目 绝对密度(absolute density) 粗密度(crude density) 相对密度(relative density)：表示个体数目的相对指标 鼠只/百铗日 洞数/hm2 植物样地上的个体数,生态密度(ecological density)：种群个体数目与实际所占面积或空间之比; 或单位栖息空间内种群的个体数目，亦称生态精密度 密度统计(density census)：直接计数法 样方抽样法 标志重捕法:捕获一定个体(M)进行标记，一定期限后重捕(n)，得到已标记的个体数(m)，则个体数 N=M.n/m,2.种群密度及其统计,3.单体生物与构件生物,单体生物(unitary organism)：由一个合子发育而成具有基本一致的形态结构的种群个体 青蛙 昆虫 构件生物(modular organism)：由一个合子发育而成一套构件所组成的种群个体 一株树由许多树枝构成 一个稻丛有许多分蘖,高等植物均是构件生物，大多数动物属单体生物，但营固着群体生活的珊瑚等也是构件生物,4.种群的空间格局,均匀,随机,成群,组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局 亦称种群的内分布型 类型:,种群的空间格局(spatial pattern):,分布检验：,假设调查N个样方，xi为各样方的实际个体数，f为xi在N个样方中的频度，m为个体平均数m=fxi/N ，则种的分散度 S2= (fxi2)-(fxi)2/N/(N-1),当S2/m=0 均匀分布(regular distribution),当S2/m=1 随机分布(random dispersion) 当S2/m1 成群分布(clumped/aggregated ),种群的空间格局(spatial pattern):,5.年龄结构与性比,年龄结构(age structure)： 不同年龄组的个体在种群内的比例 类型： 增长型种群 稳定型种群 下降型种群,第一性比：受精卵的/比 大致为50:50 第二性比：幼体成长到性成熟期间的/比 第三性比：充分成熟个体的/比 性比影响种群的配偶关系及繁殖潜力 性比的变化是野生种群自然调节方式之一,性比：种群中雌雄个体所占的比例,5.年龄结构与性比,生命表（life table):根据种群个体在各时间段的出生、死亡率数据来统计种群数量变化的表 设 x年龄段， nx为x期开始时的存活数， lx-为x期开始时的存活率, lx= nx/n0 dx从x到x+1的死亡数，dx= nx-nx+1 qx-从x到x+1的死亡率，qx= dx/nx Lx-从x到x+1期的平均存活数，Lx=(nx+ nx+1)/2， Tx自x期后平均存活数的累计值，Tx=Lx， ex-为x期开始时的生命期望，ex= Tx/nx,6.生命表,动态生命表与静态生命表,动态生命表：跟踪同一时间出生的一个种群中个体死亡或存活动态过程，而获得数据编制的种群生命表 特定年龄生命表 如藤壶的生命表,静态生命表：根据某一特定时间对种群作现实年龄结构调查，由此而编制成的种群生命表 特定时间生命表 如马鹿的生命表,年龄x 存活数nx 死亡数dx 生命期望ex 1 1000 137 5.19 3 778 84 4.42 5 610 84 3.36 9 181 122 1.82 11 51 9 3.0 13 34 9 2.03 16 9 9 0.5,马鹿的静态生命表,综合生命表：同时包括存活率和出生率的种群生命表,mxx年龄段的出生率，即平均每个个体产仔数 记 R0=lxmx 净增殖率R0(net reproductive rate):种群(在生命表所包括特定时间中的)世代平均净增殖率 种群增长速度与净生殖率(R0)和世代时间(T)有关,种群增长率和内禀增长率,种群增长率(r，rate of increase): 既考虑种群净生殖率(R0)，又考虑种群的世代时间(T)，以便种群间的比较 r=(lnR0)/T R0减小，T增大，则r值降低人口控制 T可由生命表估算，T=(lxmxx)/(lxmx) 内禀增长率(rm，innate rate of increase):环境条件稳定且不受限制的实验条件下种群的最大增长率,存活曲线(survivorship curve):将生命表中存活数(nx)取对数后对年龄段(x)作图所绘成的曲线,7.存活曲线,类型,型：凸(A)型 人 大型兽,型：对角线(B)型 鸟 多年生草本,型：凹(C)型 树木 一年生草本,第二节 种群动态,非密度制约性增长(density-independent growth) 种群离散增长模型 假设:环境无限、世代不重叠、无迁入与迁出、不具年龄结构(各年龄组出生率和死亡率相等) Nt+1=Nt 或 Nt=N0t N种群大小, t世代时间，-周限增长率 1,Nt+1Nt,种群增长 =1,Nt+1=Nt,种群稳定 01,Nt+1Nt,种群下降 =0,Nt+1=0,下一代灭绝,1.与密度无关的种群增长,种群连续增长模型,假设:环境无限、世代重叠、无迁入与迁出、不具年龄结构(各年龄组出生率和死亡率相等) r为每员增长率(per capita growth rate),即瞬时增长率(instaneous rate of increase) dN/dt = rN 或 Nt=N0ert r0 NtN0 种群增长 r=0 Nt=N0 种群稳定 r0 NtN0 种群下降,2.与密度有关的种群增长,密度制约性增长(density-dependent growth) 种群离散增长模型 假设:环境有限、世代不重叠、无迁入与迁出、不具年龄结构(各年龄组出生率和死亡率相等) 以周限增长率()随密度的变化呈直线关系(密度增大,周限增长率下降)为例 即 =f(N) 当=1时， Nt+1=Nt 种群稳定。

1与=f(N)的交点即为平衡密度Neq(容纳量),B为斜率 则 =1-B(Nt-Neq),种群增长模型 Nt+1=1-B(Nt-Neq)Nt,当 Nt1 种群增长 Nt=Neq 1-B(Nt-Neq)=1 种群稳定 NtNeq 1-B(Nt-Neq)1 种群下降 斜率B-表明种群数目每偏离平衡密度Neq一个单位对种群周限增长率的影响大小 B越大，种群周期性波动越大，种群很快消亡 B越小，种群平滑地向平衡点上升，出现相对稳定 B=0，即Nt+1=Nt，种群稳定（特例）,种群连续增长模型,假设:环境有限、世代重叠、无迁入与迁出、不具年龄结构(各年龄组出生率和死亡率相等) 环境容量(environmental capacity)-K: 环境提供的资源和空间所能容纳物种个体的最大数量 r随密度N的增加而按比例下降 个体数N每增加1个，对r有1/K的抑制；个体数N增加到K时，则无剩余空间，r应为0 1-N/K 即剩余空间，亦称环境阻力,当 N0 种群增长 N=K dN/dt=0 种群稳定 NK dN/dt0 种群下降 即为逻辑斯蒂logistic模型，S曲线,种群增长模型:,解微分方程得：,其中a=e-c=(K-N0)/N0,分为：开始期、加速期、转折期、减速期、饱和期,第三节 种群调节与生态对策,1.种群调节,种群调节理论 气候学论：非密度制约，种群密度主要受气候调节，种群数量未到达环境容量。

生物学论：赞同非密度制约，但不是主要的，种群密度主要通过捕食、竞争、寄生等作用第三节 种群调节与生态对策,1.种群调节,种群调节理论 协调派的折中观点：承认密度制约因子对种群调节的决定作用，也承认非密度制约因子的决定作用 自动调节学说：上述理论将种群调节的机制集中在外源性因子上，自动调节学说强调在行为、生理和遗传性质上第三节 种群调节与生态对策,1.种群调节,林分密度调节 林木分化与自然稀疏 构件生物的可塑性决定,第三节 种群调节与生态对策,生物在其生境中以其全部的形态和机能的适应特征对抗环境因子，并得以在此环境中繁衍的方式 如 生殖对策 取食对策 扩散对策 生长对策,2.生态对策(bionomic/ecological strategy):,第三节 种群调节与生态对策,2.生态对策的类型 K对策(K strategy)：个体大、寿命长、个体竞争力强、繁殖力低、有完善的保护后代机制、扩散力弱 K对策种：脊椎动物、大型哺乳动物、林木 r对策(r strategy)：个体小、寿命短、个体竞争力弱、繁殖力强、缺乏保护后代的机制、扩散力强 r对策种：昆虫 细菌 草本植物,r-K连续流(r-K continuum)：K对策与r对策间的过渡类型,。