第三章种群生态学教案.doc

第三章 种群生态学第二节 种群统计学1 种群统计学特征概述种群的基本特征：大小（Size）和密度（Density）初级种群参数：出生率、死亡率、迁入率和死亡率次级种群参数：年龄结构、性比、种群增长率、种群空间分布型2 种群大小（Population size）2.1 种群大小：特定区域内种群的个体数量2.2 种群密度包括绝对密度与相对密度 绝对密度：单位面积内的个体数量 相对密度：代表种群大小的相对指标2.3 种群密度的调查方法2.3.1 绝对密度调查方法（1） 总数量调查：对某一区域内的生物数量进行具体的点数，每个生物个体都要调查到2） 取样调查方法a. 样方法、b. 标志重捕法、c. 去除取样法a. 样方法：在某一区域内，设置若干个样方，然后调查样方内的种群数量，由此推断总体的绝对密度b. 标志重捕法的步骤如下第一步：从种群中，捕获M个个体，然后标记，则标记个体数量=M（本例中M=10）第二步：将标记的Ｍ个个体释放到原种群中，并留下足够的时间使这些个体与原种群中的未标记个体充分混合假设原种群的总体密度为N 第三步：再次捕获，共捕获到C个个体，本例中C=12。

第四步：在再次捕获的12个个体中，有2个个体是前2步中标记后释放的个体，即重捕的个体数为R本例中R=2第五步：重捕个体数：第二次捕获的个体数＝R：C 第六步：假设第一二步标记释放的个体数：种群总体数量=重捕个体数：第二次捕获的个体数即M/N=R/C 故N=MC/R 在本例中，N=10*12/2=60c. 去除取样法n 方法和原理：在一个封闭的种群里，随着连续的捕捉，种群数量逐渐减少，因此化同样的捕捞力量所取得的收益——捕获数也逐渐降低，但另一方面，随着连续捕捉，逐次捕捞的累积数逐渐增加，因此如果将逐次捕捉数/单位努力量作为Y轴，对捕获量累积数（X轴）作图，就可以得到一个回归线可以想象，当单位捕捉量为零，意味着捕获累积量为种群的全部个体数（估计值）n 例题n 适用：鱼类、鸟类、昆虫等活动性动物n 缺点：使用时也有两个假设——即每一个体有相同受捕机会；在调查期间没有数量变动2.3.2 相对密度调查方法a. 捕捉法：如放100个夹子，捕获10只东方田鼠，则东方田鼠的相对密度为捕获率即10/100*100%=10%；b. 粪堆计数，将粪堆数转化为动物个体数，如林麝每天排粪5堆，在野外调查中，调查面积为100公顷，一天调查完后你发现了6堆粪便，则相对密度为6堆/5（堆/天）/100（公顷）=0.012只/公顷。

c. 鸣叫计数，将鸣叫数转化为鸟类数量；d. 毛皮收购记录，一张兽类毛皮对应一个兽类个体，则收购站每年收购毛皮的数量可以作为兽类密度的间接指标，即相对密度；e. 单位渔捞努力的鱼数或生物量，如一艘船每日捕捞刀鱼1000条，则刀鱼的相对密度为1000条/天/船；f. 痕迹计数，如足迹、巢穴等，可以将兽类每天留下来的足迹数转化为一个个体，如林麝每天留下100个足迹，在野外调查中，调查面积为100公顷，一天调查完后你发现了60个足迹，则相对密度为60（个）/100（个/天）/100（公顷）=0.006只/公顷2.4 出生率（Natality, or birth rate） 出生率：每个个体生产新个体的能力可分为最大出生率和生态出生率 最大出生率：在理想的条件下（即食物、空间等资源不受限制时，排除疾病的干扰）种群的出生率（此时的出生率只受生物的生理特征限制） 生态出生率，又称为实际出生率，在特定的条件下种群的实际出生率 特定年龄出生率是指种群某年龄组每个个体平均产生的新个体（后代）数（即生育力或繁殖力）2.4 死亡率（Mortality, or death rate）死亡率：特定时间段内，死亡个体数与该时间段内种群平均数量的比值。

可分为最低死亡率和生态死亡率最低死亡率：在理想环境条件下（即食物、空间等资源不受限制时，排除疾病的干扰）种群的死亡率，此时所有个体均活到生理寿命才死亡生态死亡率，又称为实际死亡率，在特定环境条件下，种群受到食物短缺、捕食及疾病干扰等的情况下的死亡率2.5 迁入与迁出（immigration and emigration）n 扩散（Dispersal）包括迁入与迁出，扩散有助于种群内与种群间个体的交流、防止近亲繁殖、提高种群的遗传多样性n 迁入率与迁出率测度方法2.6 年龄结构（Age structure）n 定义：不同年龄组在种群中所占的比例或配置情况n 按生态时间可以将种群的年龄结构划分为3种：繁殖前期、繁殖期和繁殖后期n 年龄金字塔：横柱的宽度表示处于不同生态时期的个体数量，从低到高表示年龄依次增加，以这样的多层横柱所绘制的图就叫年龄金字塔年龄金字塔是分析年龄结构的有用工具nn 年龄金字塔分为三种类型：增长型种群、稳定型种群和下降型种群n 三种年龄金字塔的特征类型特征形状增长型1.幼年个体数量多，老年个体少2.出生率大于死亡率3.种群增长正金字塔型稳定型1.幼年、中年、老年个体数量大于相等2.出生率等于死亡率3.种群数量保持不变钟型下降型1.幼年个体少，老年个体多2.出生率小于死亡率3.种群下降壶型2.7 性比（Sex ratio）n 种群中♀、♂个体之间的比例。

第一性比：受精卵的♀、♂比例； 第二性比：自幼体出生至个体开始达性成熟时止，个体的♀、♂比例 第三性比：充分成熟个体的性比2.8 存活曲线（Survivorship curve）n 存活曲线可以用来研究与描述种群的死亡过程，以相对年龄为横坐标，存活lx的对数为纵坐标，可以绘制成存活曲线图n 存活曲线的种类n 三种存活曲线的特征类型特征例如Ⅰ型幼年存活率高，大多数个体在老年时死亡人类、大熊猫、大角羊、山羊、华南虎等Ⅱ型 幼年、中年、老年个体死亡率相似小型哺乳动物、成鸟、水螅等Ⅲ型 幼年个体死亡率高，之后死亡率低鱼类、大多数无脊椎动物、牡蛎等2.9 生命表（Life tables）n 生命表是描述种群死亡过程的一种有用的工具n 生命表的编制注：InstarⅠ：1龄若虫，InstarⅡ：2龄若虫，依次类推x：年龄、年龄组和发育阶段；nx：x期开始时的存活数；lx：x期开始时存活个体的百分数；dx：x期限的死亡数；qx：x期限的死亡率Lx：x期限平均寿命和Tx：x期后种群全部个体的平均寿命和ex：x期开始时存活个体的平均生命期望各参数的计算方法见上表n 生命期望：特定年龄个体存活时间的平均值。

n 生命表可以划分为三类：静态生命表（Static life table 或者又称为特定时间生命表 Time-specific life table）、动态生命表（Dynamic life table 或者又称为特定年龄生命表 Age-specific life table）和混合生命表，在此主要介绍前两种生命表l 静态生命表：根据某一特定时间，对种群作一个年龄结构的调查，并根据其结果而编制而成的生命表l 动态生命表：根据观察一群同一时间出生的生物的死亡或存活过程而获得的数据来编制的生命表同生群(Cohort)：几乎在同一时间出生一群个体n 两种生命表比较特征特定时间生命表特定年龄生命表适用类群寿命长的生物短寿命生命调查次数一次即可要多次跟踪调查调查的个体经历的环境条件是否一致不一致一致调查结果的准确性低高2.10 关键因子分析（k-factor analysis）n 关键因子分析就是寻找对动物种群数量造成最大影响的发育阶段，该发育阶段动物的死亡率最高n 示例 某一时期的ki与Ktotal变化最一致，则该时期为导致种群死亡的关键发育阶段，在此阶段导致生物死亡的主要因子就是关键因子。

2.10 内禀增长率（Intrinsic rate of increase, rm）n 定义一：当食物量和空间条件不受限制并排除同种个体竞争或敌害时，在特定温度、湿度和食物质地等条件下，种群所达到的瞬时最大增长率定义二：在特定的环境条件中，当资源不受限制的情况下，种群增长所能达到的理论上的最大值n 特定年龄出生率（mx）是指种群某年龄组每个个体平均产生的新个体（后代）数（即生育力或繁殖力）n 净生殖率（Net reproductive rate，R0）：指种群经过一个世代后的净增长率n 内禀增长率上式中，T为平均世代时间l 世代时间：从子代出生到子代开始生殖的时间段成为世代时间n 周限增长率（ ，the finite rate of increase）：每经过一个世代或一个单位时间种群的增长倍数2.11 生殖价（Reproductive value，Vx）n 生殖价是一个某年龄雌体平均地能对未来种群增长所作出的贡献的参数)n 计算公式 上式中，Vx为x龄的生殖价，t为x龄后的龄期，w为最后繁殖年龄n x龄期的生殖价包括两个部分：现在的出生率（mx）和未来的出生率（）n 示例，根据下表数据计算x7-8龄期的生殖价。

2.12 种群的空间分布型（Spatial distribution pattern of population）n 三种空间分布型的特征及其形成过程类型特征形成过程随机分布个体在任何地方出现的机会相同个体间的相互作用及个体与环境间的相互作用表现为中性均匀分布任何两个个体间距离相等由个体间相互敌对作用或资源的局域性耗竭造成聚集分布个体多度高的地方由多度低的地方隔离开个体间相互吸引或者为共同资源所吸引n 检验方法：方差/平均数比率法 上式中S2为样方个体数的方差，m为样方个体的平均数，x 为样方中的个体数，f为出现的频率，n为样方总数l 均匀分布：S2/m=0l 随机分布：S2/m=1l 聚集分布：S2/m>1（明显大于1）n 样方大小对种群空间分布格局的影响。