節(jié) 種群及特征PPT學習教案

1、會計學1節(jié)節(jié) 種群及特征種群及特征第1頁/共130頁第2頁/共130頁第3頁/共130頁第4頁/共130頁單體生物“魚”和構件生物“?？钡?頁/共130頁第6頁/共130頁第7頁/共130頁第8頁/共130頁第9頁/共130頁第10頁/共130頁第11頁/共130頁第12頁/共130頁第13頁/共130頁第14頁/共130頁第15頁/共130頁第16頁/共130頁第17頁/共130頁第18頁/共130頁第19頁/共130頁第20頁/共130頁第21頁/共130頁第22頁/共130頁第23頁/共130頁第24頁/共130頁第25頁/共130頁第26頁/共130頁第27頁/共130頁第28頁/共

2、130頁第29頁/共130頁第30頁/共130頁第31頁/共130頁第32頁/共130頁第33頁/共130頁第34頁/共130頁幼苗幼樹期成年第35頁/共130頁第36頁/共130頁第37頁/共130頁第38頁/共130頁第39頁/共130頁第40頁/共130頁第41頁/共130頁第42頁/共130頁3.2.3.1 出生率出生率第43頁/共130頁第44頁/共130頁第45頁/共130頁n由于受環(huán)境條件、種群本身大小、年齡組成的影由于受環(huán)境條件、種群本身大小、年齡組成的影響以及種間的捕食、競爭等，響以及種間的捕食、競爭等，實際死亡率遠遠大實際死亡率遠遠大于理想死亡率。于理想死亡率。n死亡率受環(huán)

3、境條件、種群密度等因素的影響死亡率受環(huán)境條件、種群密度等因素的影響，環(huán)，環(huán)境條件惡劣，種群死亡率高，反之死亡率低。種境條件惡劣，種群死亡率高，反之死亡率低。種群密度大，死亡率高，反之死亡率低。群密度大，死亡率高，反之死亡率低。n用存活率用存活率(survival rate)表示常比死亡率更有實用表示常比死亡率更有實用價值價值，即存活個體數(shù)比死亡個體數(shù)更重要，假如，即存活個體數(shù)比死亡個體數(shù)更重要，假如用用d表示死亡率，則存活率等于表示死亡率，則存活率等于1d。 存活率通常以生命期望存活率通常以生命期望(life expectancy)來表示，生命來表示，生命期望就是種群中某一特定年齡個體在未來所

4、能存活的平期望就是種群中某一特定年齡個體在未來所能存活的平均年數(shù)。均年數(shù)。 第46頁/共130頁第47頁/共130頁第48頁/共130頁第49頁/共130頁第50頁/共130頁n 從這個從這個生命表生命表可獲得三方面信息：可獲得三方面信息： 存活曲線存活曲線(survivorship curve)； 死亡率曲線；死亡率曲線； 生命期生命期望。望。 n 存活曲線存活曲線(survivorship curve)： n 型：曲線凸型，表示在接近生理壽命前只有少型：曲線凸型，表示在接近生理壽命前只有少數(shù)個體死亡，即幾乎所有個體都能達到生理壽命。數(shù)個體死亡，即幾乎所有個體都能達到生理壽命。n 型：曲線呈

5、對角型，各年齡死亡數(shù)相等。型：曲線呈對角型，各年齡死亡數(shù)相等。n 型：曲線凹型，幼年期死亡率較高。型：曲線凹型，幼年期死亡率較高。 第51頁/共130頁第52頁/共130頁第53頁/共130頁第54頁/共130頁第55頁/共130頁第56頁/共130頁生生命命表表第57頁/共130頁第58頁/共130頁第59頁/共130頁第60頁/共130頁第61頁/共130頁 運用數(shù)學模型進行增長預則，一是為了簡化，二是尋找規(guī)律。運用數(shù)學模型進行增長預則，一是為了簡化，二是尋找規(guī)律。3.3.1.1 種群在無限環(huán)境中的指數(shù)增長模型種群在無限環(huán)境中的指數(shù)增長模型3.3.1.2 種群在有限環(huán)境中的邏輯斯蒂增長模型

6、種群在有限環(huán)境中的邏輯斯蒂增長模型3.3.1.3 植物種群動態(tài)模型植物種群動態(tài)模型第62頁/共130頁n假設假設:1.種群孤立地生活種群孤立地生活(單一種群單一種群)，2.在穩(wěn)定的無限制環(huán)境中（不受資源和空間的限制），在穩(wěn)定的無限制環(huán)境中（不受資源和空間的限制），3.種群凈遷移為零，種群凈遷移為零，4.瞬時增長率既不隨時間而變化也不受種群密度影響。瞬時增長率既不隨時間而變化也不受種群密度影響。第63頁/共130頁第64頁/共130頁種群大小種群大小 時間時間 種群大小種群大小 第65頁/共130頁第66頁/共130頁第67頁/共130頁第68頁/共130頁第69頁/共130頁第70頁/共130

7、頁第71頁/共130頁第72頁/共130頁第73頁/共130頁第74頁/共130頁第75頁/共130頁第76頁/共130頁第77頁/共130頁邏輯斯諦方程的邏輯斯諦方程的重要意義重要意義：第78頁/共130頁第79頁/共130頁 植物種群動態(tài)的模型研究，植物種群動態(tài)的模型研究，尚處于發(fā)展的早期。下面僅介尚處于發(fā)展的早期。下面僅介紹紹2個模型：個模型： (1)Tilman模型模型 (2)Skellam模型模型 第80頁/共130頁3.3.2 自然種群的數(shù)量動態(tài)自然種群的數(shù)量動態(tài) 第81頁/共130頁第82頁/共130頁第83頁/共130頁第84頁/共130頁第85頁/共130頁第86頁/共130

8、頁季節(jié)性消長，主要是環(huán)境季節(jié)性變化引起的季節(jié)性消長，主要是環(huán)境季節(jié)性變化引起的 如海洋強光帶的硅藻種群的季節(jié)變化如海洋強光帶的硅藻種群的季節(jié)變化( (圖圖3-123-12) )，往往，往往每年有春秋兩次密度高峰稱為每年有春秋兩次密度高峰稱為“開花開花” ” (bloom)(bloom)。其原。其原因是冬季的低溫和光照減少，降低了水體的光合強度，因是冬季的低溫和光照減少，降低了水體的光合強度，營養(yǎng)物質隨之逐漸積累；到春季水溫升高、光照適宜，營養(yǎng)物質隨之逐漸積累；到春季水溫升高、光照適宜，加之有充分營養(yǎng)物，使具巨大繁殖能力的硅藻迅速增長，加之有充分營養(yǎng)物，使具巨大繁殖能力的硅藻迅速增長，形成春季數(shù)

9、量高峰。但是不久以后營養(yǎng)物質耗盡，水溫形成春季數(shù)量高峰。但是不久以后營養(yǎng)物質耗盡，水溫也可能過高，硅藻數(shù)量下降；以后營養(yǎng)物質又有積累，也可能過高，硅藻數(shù)量下降；以后營養(yǎng)物質又有積累，形成秋季較高的數(shù)量高峰。這種典型的季節(jié)消長，也會形成秋季較高的數(shù)量高峰。這種典型的季節(jié)消長，也會受到氣候異常和人為的污染而有所改變。掌握其消長規(guī)受到氣候異常和人為的污染而有所改變。掌握其消長規(guī)律，是水體富營養(yǎng)化預測和防治所必須的。律，是水體富營養(yǎng)化預測和防治所必須的。第87頁/共130頁第88頁/共130頁 大多數(shù)真實的種群不在或完全不在平衡密大多數(shù)真實的種群不在或完全不在平衡密度保持很長時間，而是動態(tài)的和不斷變化

10、的。度保持很長時間，而是動態(tài)的和不斷變化的。因為以下幾個原因，種群可能在環(huán)境容納量附因為以下幾個原因，種群可能在環(huán)境容納量附近波動：近波動： 自然界環(huán)境的隨機變化自然界環(huán)境的隨機變化； 時滯或稱為延緩的密度制約時滯或稱為延緩的密度制約； 過渡補償性密度制約過渡補償性密度制約，即當種群數(shù)量和密度上，即當種群數(shù)量和密度上升到一定數(shù)量時，存活個體數(shù)目將下降。升到一定數(shù)量時，存活個體數(shù)目將下降。第89頁/共130頁第90頁/共130頁第91頁/共130頁第92頁/共130頁第93頁/共130頁第94頁/共130頁第95頁/共130頁蝗災第96頁/共130頁第97頁/共130頁 種群較長期地維持在幾乎同

11、一水平上，稱為種群較長期地維持在幾乎同一水平上，稱為種種群平衡群平衡。 耐蔭的頂極樹種如云杉、冷杉，大型動物如有蹄類、食肉動物耐蔭的頂極樹種如云杉、冷杉，大型動物如有蹄類、食肉動物等，壽命長，種群數(shù)量穩(wěn)定。等，壽命長，種群數(shù)量穩(wěn)定。 但是在昆蟲中，如一些蜻蜓成蟲和具良好種內調節(jié)機制的營但是在昆蟲中，如一些蜻蜓成蟲和具良好種內調節(jié)機制的營社會性昆蟲社會性昆蟲(如紅蟻、黃墩蟻如紅蟻、黃墩蟻)，其數(shù)量也是十分穩(wěn)定的。，其數(shù)量也是十分穩(wěn)定的。 第98頁/共130頁n強調強調變動性變動性的學者認為，種群中始終有出生和死的學者認為，種群中始終有出生和死亡總是處在永恒不斷的變化之中，即使具有周期亡總是處在永

12、恒不斷的變化之中，即使具有周期性的種群也不能具有絕對嚴格的周期。性的種群也不能具有絕對嚴格的周期。n強調強調穩(wěn)定性穩(wěn)定性的學者則認為，各個種群一般均有一的學者則認為，各個種群一般均有一平均密度和平衡水平，當種群數(shù)量偏離此水平時，平均密度和平衡水平，當種群數(shù)量偏離此水平時，種群就有重新返回原有水平的傾向，即使具有劇種群就有重新返回原有水平的傾向，即使具有劇烈數(shù)量波動特點的種類，如旅鼠和北極狐等，其烈數(shù)量波動特點的種類，如旅鼠和北極狐等，其種群的周期性種群的周期性(即幾乎定期的升降即幾乎定期的升降)也可看作是一也可看作是一種穩(wěn)定性。種穩(wěn)定性。 第99頁/共130頁n當種群長久處于當種群長久處于不利

13、條件不利條件下下(人類過度捕獵或棲人類過度捕獵或棲息地被破壞息地被破壞)，其數(shù)量會出現(xiàn)持久性下降，即種，其數(shù)量會出現(xiàn)持久性下降，即種群衰落，甚至滅亡。群衰落，甚至滅亡。n個體大、出生率低、生長慢、成熟晚的生物，最個體大、出生率低、生長慢、成熟晚的生物，最易出現(xiàn)這種情況易出現(xiàn)這種情況。 例如，二次世界大戰(zhàn)捕鯨船噸位上升，鯨捕獲量節(jié)例如，二次世界大戰(zhàn)捕鯨船噸位上升，鯨捕獲量節(jié)節(jié)上升，其結果導致藍鯤鯨節(jié)上升，其結果導致藍鯤鯨(Balaenoptera mUSCUlUS)種群衰落，并瀕臨滅絕；繼而長須鯨種群衰落，并瀕臨滅絕；繼而長須鯨(Bphysalus)日漸日漸減少；目前就連小型的具有相當減少；目前

14、就連小型的具有相當“智力智力”的白鯨的白鯨(Delphinapterus)、海豚、海豚(Delphinus)和鼠海豚和鼠海豚(Phocaena)等也難逃厄運。等也難逃厄運。 第100頁/共130頁第101頁/共130頁3.3.2.7 生態(tài)入侵生態(tài)入侵第102頁/共130頁紫莖澤蘭紫莖澤蘭(Eupatorium adenophorum)第103頁/共130頁仙人掌第104頁/共130頁n3.4.1 種群調節(jié)種群調節(jié)n3.4.2 生態(tài)對策生態(tài)對策第105頁/共130頁3.4.1 種群調節(jié)種群調節(jié)n3.4.1.1 種群調節(jié)作用種群調節(jié)作用n3.4.1.2 種群調節(jié)理論種群調節(jié)理論n3.4.1.3 林

15、分密度調節(jié)林分密度調節(jié)第106頁/共130頁第107頁/共130頁 密度制約因素是指密度制約因素是指與種群密度相關與種群密度相關的因素，的因素，如死亡率、出生率等。隨著種群密度的上升，死如死亡率、出生率等。隨著種群密度的上升，死亡率升高，或生殖力、出生率下降或遷出率升高。亡率升高，或生殖力、出生率下降或遷出率升高。密度制約作用包括生物間的各種生物相互作用，密度制約作用包括生物間的各種生物相互作用，如捕食、競爭、寄生等。如捕食、競爭、寄生等。這種調節(jié)作用不改變環(huán)這種調節(jié)作用不改變環(huán)境容納量，通常隨密度逐漸接近上限而加強。境容納量，通常隨密度逐漸接近上限而加強。第108頁/共130頁n非密度制約因

16、素是指非密度制約因素是指與種群本身密度大小無關與種群本身密度大小無關的的因素。對于陸域環(huán)境來說，這些因素包括光照、因素。對于陸域環(huán)境來說，這些因素包括光照、溫度、風、降雨等非生物的氣候因素。這種非密溫度、風、降雨等非生物的氣候因素。這種非密度制約作用是通過環(huán)境的變動而影響環(huán)境容納量，度制約作用是通過環(huán)境的變動而影響環(huán)境容納量，從而達到調節(jié)作用。從而達到調節(jié)作用。n 在實際研究中，這兩類因素往往相互聯(lián)系，難在實際研究中，這兩類因素往往相互聯(lián)系，難以分開。例如氣候影響食物供給，食物影響出生以分開。例如氣候影響食物供給，食物影響出生率，從而影響種群密度，種群密度決定于生物與率，從而影響種群密度，種群

17、密度決定于生物與環(huán)境關系的各個方面，并由此影響生物的密度環(huán)境關系的各個方面，并由此影響生物的密度(圖圖3一一l6)。 第109頁/共130頁第110頁/共130頁第111頁/共130頁第112頁/共130頁n生物學論生物學論主張捕食、競爭、寄生等生物過程對種群調節(jié)起決定作主張捕食、競爭、寄生等生物過程對種群調節(jié)起決定作用用。 如澳大利亞生物學家如澳大利亞生物學家AJNicholson雖然承認非密度制約因子對種群動態(tài)有作用，但認雖然承認非密度制約因子對種群動態(tài)有作用，但認為這些因子僅僅是破壞性的，而不是調節(jié)性的。為這些因子僅僅是破壞性的，而不是調節(jié)性的。n認為只有密度制約因子才能調節(jié)種群的密度認

18、為只有密度制約因子才能調節(jié)種群的密度。n強調食物因素對種群的調節(jié)也可以歸人生物學論。強調食物因素對種群的調節(jié)也可以歸人生物學論。 例如，英國的鳥類學家例如，英國的鳥類學家DLack(1954)認為，種群調節(jié)原因可能有認為，種群調節(jié)原因可能有3個：食個：食物的短缺、捕食和疾病，其中食物是決定性的。物的短缺、捕食和疾病，其中食物是決定性的。第113頁/共130頁第114頁/共130頁 將研究焦點放在動物種群內部，即將研究焦點放在動物種群內部，即內源性因內源性因子子，其特點包括強調種內成員的異質性，異質性，其特點包括強調種內成員的異質性，異質性可能表現(xiàn)在行為上、生理上和遺傳性質上；認為可能表現(xiàn)在行為

19、上、生理上和遺傳性質上；認為種群密度的變化影響了種內成員，使出生率、死種群密度的變化影響了種內成員，使出生率、死亡率等種群參數(shù)變化；主張把種群調節(jié)看成是物亡率等種群參數(shù)變化；主張把種群調節(jié)看成是物種的適應性反應，它經(jīng)自然選擇，帶來進化上的種的適應性反應，它經(jīng)自然選擇，帶來進化上的利益利益 。第115頁/共130頁n 同齡純林中，郁閉的林分隨著年齡的增長，單位面積林木株數(shù)不同齡純林中，郁閉的林分隨著年齡的增長，單位面積林木株數(shù)不斷減少的現(xiàn)象，稱為森林的斷減少的現(xiàn)象，稱為森林的自然稀疏自然稀疏。n林木株數(shù)減少的過程中，單位面積林木蓄積量及總生物量不斷增林木株數(shù)減少的過程中，單位面積林木蓄積量及總生

20、物量不斷增加，直到成熟為止。加，直到成熟為止。同一樹種生長在基本相似的立地條件上，幼同一樹種生長在基本相似的立地條件上，幼年階段其種群密度相差甚大，但當林分自然成熟后，其密度基本年階段其種群密度相差甚大，但當林分自然成熟后，其密度基本相近相近。 第116頁/共130頁n林分種群調節(jié)屬密度制約調節(jié)，植物是定居的自林分種群調節(jié)屬密度制約調節(jié)，植物是定居的自養(yǎng)性生物，生長可塑性大，當一個樹種獨占某一養(yǎng)性生物，生長可塑性大，當一個樹種獨占某一生境時，隨著個體的生長，占據(jù)的空間和資源的生境時，隨著個體的生長，占據(jù)的空間和資源的需求增加。這時林分種群面臨兩種選擇：需求增加。這時林分種群面臨兩種選擇： 一是

21、降低每株林木獲得水分、養(yǎng)分及光照的能力，一是降低每株林木獲得水分、養(yǎng)分及光照的能力，以每株林木的緩慢生長，換取現(xiàn)有種群數(shù)量以每株林木的緩慢生長，換取現(xiàn)有種群數(shù)量(密度密度)不變。不變。林木緩慢生長的結果是抵抗自然災害的能力下降，在生林木緩慢生長的結果是抵抗自然災害的能力下降，在生態(tài)環(huán)境大幅度波動下態(tài)環(huán)境大幅度波動下(如干旱如干旱)，種群可能崩潰。，種群可能崩潰。 二是任何生態(tài)系統(tǒng)自然進化的方向是增加穩(wěn)定性，二是任何生態(tài)系統(tǒng)自然進化的方向是增加穩(wěn)定性，因此選擇不斷減少林木株數(shù)來保證林分穩(wěn)定性，把有限因此選擇不斷減少林木株數(shù)來保證林分穩(wěn)定性，把有限的資源集中到優(yōu)良個體上。的資源集中到優(yōu)良個體上。

22、第117頁/共130頁第118頁/共130頁第119頁/共130頁nr- r-對策：有利于增大內稟增長率的選擇；對策：有利于增大內稟增長率的選擇； K-K-對策：有利于競爭能力增加的選擇。對策：有利于競爭能力增加的選擇。nr-選擇的物種稱為選擇的物種稱為r-策略者策略者(r-strategistis)， K-選擇的物種稱為選擇的物種稱為K-策略者策略者(K-strategistis)。n美國生態(tài)學家美國生態(tài)學家ERPianka(1970)將將r-對策和對策和K-對策理論推廣到一切有機體，并將兩種選擇的特對策理論推廣到一切有機體，并將兩種選擇的特征總結于征總結于表表3-4。第120頁/共130頁

23、第121頁/共130頁第122頁/共130頁n在植物中，一年生植物如農(nóng)田雜草，原生和次生蕪原的先鋒草種在植物中，一年生植物如農(nóng)田雜草，原生和次生蕪原的先鋒草種屬于屬于r-選擇，大多數(shù)森林樹種屬于選擇，大多數(shù)森林樹種屬于K-選擇。選擇。n應該說，應該說，r-K選擇只是有機體自然選擇的兩個基本類型選擇只是有機體自然選擇的兩個基本類型。實際上，。實際上，在同一地區(qū)，同一生態(tài)條件下都能找到許多不同的類型在同一地區(qū)，同一生態(tài)條件下都能找到許多不同的類型(Crawley，1986)，大多數(shù)物種則是以一個、幾個或大部分特征居于這兩個類，大多數(shù)物種則是以一個、幾個或大部分特征居于這兩個類型之間。型之間。n兩個類型看作是連續(xù)變化的兩個極端兩個類型看作是連續(xù)變化的兩個極端第123頁/共130頁n生物界的種類存在著生物界的種類存在著“r-K策略連續(xù)統(tǒng)策略連續(xù)統(tǒng)” n r-K連續(xù)統(tǒng)是生物多維進化的產(chǎn)物，地球歷史環(huán)連續(xù)統(tǒng)是生物多維進化的產(chǎn)物，地球歷史環(huán)境的變遷境的變遷n在整個生物界，在各大小類群內、物種內也可以在整個生物界，在各大小類群內、物種內也