種群及其基本特征課件

1、第三章 種群及其基本特征Monarch Butterfly1 種群的概念2 種群的動(dòng)態(tài)3 種群的增長(zhǎng)模型4 自然種群的數(shù)量變動(dòng)5 集合種群*第三章 種群及其基本特征1.1 生物種的概念17世紀(jì)植物史：形態(tài)相似的個(gè)體之集合。1753年，瑞典植物學(xué)家林奈植物種志：種是形態(tài)相似的個(gè)體集合，同種個(gè)體可自由交配，能產(chǎn)生可育的后代，而不同種之間的雜交則不育。物種：由內(nèi)在因素（生殖、遺傳、生態(tài)、行為）聯(lián)系起來(lái)的個(gè)體的集合，不同物種具有明顯的形態(tài)差異和生殖隔離，種是自然界中一個(gè)基本進(jìn)化和功能單位。1 種群的概念基因型：生物種的遺傳本質(zhì)表型：生物種與環(huán)境結(jié)合后實(shí)際表現(xiàn)出的可見(jiàn)性狀。可塑性：一個(gè)物種的性狀隨環(huán)境條

2、件而改變的程度。變異的存在：非遺傳性變異和遺傳性變異?？傊?，一個(gè)種內(nèi)的所有個(gè)體并非完全同質(zhì)，普遍存在變異。1.2 種的性狀 種群 (population)： 特定空間內(nèi)同種生物個(gè)體的集合。 A group of individuals of a single species inhabiting a specific area. 在生態(tài)學(xué)中，種群是物種在自然界中存在的基本單位。自然種群的基本特征:數(shù)量特征、空間特征、遺傳特征1.3 種群的概念 種群生態(tài)學(xué) population ecology 種群的數(shù)量、分布以及種群與其棲息環(huán)境中的非生物因素和其他生物種群的相互作用。種群動(dòng)態(tài)：種群數(shù)量在時(shí)間和

3、空間分布上的變動(dòng)規(guī)律。2 種群動(dòng)態(tài)初級(jí)種群參數(shù) 種群的數(shù)量或密度；種群分布; 密度或數(shù)量的改變次級(jí)種群參數(shù) 年齡結(jié)構(gòu)；性比；存活曲線；生命表密度(density)：?jiǎn)挝幻娣e（或空間）上的個(gè)體數(shù)目。絕對(duì)密度：?jiǎn)挝幻娣e（或體積）空間中的生物個(gè)體數(shù)量。相對(duì)密度：只是衡量生物數(shù)量多少的相對(duì)指標(biāo)。2.1 種群的數(shù)量和密度單體生物（unitary organism） 單體生物個(gè)體清楚，基本保持一致的體形，個(gè)體來(lái)源于一個(gè)受精卵。如鳥(niǎo)類(lèi)、獸類(lèi)等。構(gòu)件生物（modular organism） 構(gòu)件生物由一個(gè)合子發(fā)育成一套構(gòu)件，由這些構(gòu)件組成個(gè)體。如水稻、浮萍、樹(shù)等。2.1.1 絕對(duì)密度的常用調(diào)查方法總數(shù)量調(diào)查法

4、（直接統(tǒng)計(jì)法） 直接計(jì)數(shù)一定空間內(nèi)的所有個(gè)體，由此得到種群密度取樣調(diào)查法 通過(guò)計(jì)數(shù)種群的一小部分來(lái)估計(jì)種群整體的密度（1）樣方法（2）標(biāo)志重捕法（根據(jù)總數(shù)N中標(biāo)記比例與重捕取樣中標(biāo)記比例相等的原則: N=M n / m）（3）去除取樣法 去除取樣法單位時(shí)間捕獲量(只/周)捕獲累積數(shù)（只）動(dòng)物痕跡的計(jì)數(shù) 動(dòng)物痕跡包括足跡、糞便、脫落的角或皮、鳴叫聲等單位努力捕獲量，毛皮收購(gòu)記錄等2.1.2 相對(duì)密度的常用調(diào)查方法大熊貓活動(dòng)痕跡野生動(dòng)物足跡分辨生態(tài)學(xué)經(jīng)典知識(shí)：種群密度和個(gè)體大小關(guān)系 種群密度隨生物個(gè)體大小增加而降低。Population density declines with increasi

5、ng organism size.例如：在草原上，猛獸 猛禽 有蹄類(lèi) 嚙齒類(lèi) 1種群上升，1種群穩(wěn)定， 00則種群上升；r0則種群穩(wěn)定，r0則種群下降。對(duì)人口控制的指導(dǎo)意義：1) 降低增長(zhǎng)率，即限制每對(duì)夫婦的子女?dāng)?shù)；2) 增加t，即晚婚晚育。世代重疊的種群，如細(xì)菌，樹(shù)木和哺乳動(dòng)物（人類(lèi)）等非密度制約種群增長(zhǎng)模型實(shí)例冰川過(guò)后植物出現(xiàn)，湖泊沉積物中花粉的出現(xiàn)作為種群數(shù)量的指示指標(biāo)。沉積物中14C濃度確定剖面中有機(jī)質(zhì)年齡。在蘇格蘭松開(kāi)始出現(xiàn)后，種群500年呈指數(shù)增加持續(xù)。以湖底花粉積累率指示種群規(guī)模非密度制約種群增長(zhǎng)模型實(shí)例 按此指數(shù)方式增長(zhǎng)，則得到一條個(gè)體數(shù)目不斷增加的“J”型曲線。那么一個(gè)細(xì)菌經(jīng)

6、過(guò)36小時(shí)，完成108個(gè)世代后，將繁殖出2107個(gè)細(xì)菌，可以布滿全球一尺厚。 達(dá)爾文也曾計(jì)算過(guò)繁殖緩慢的大象的種群增長(zhǎng)。一對(duì)大象任其自由繁殖，假設(shè)后代都能成活，750年之后將會(huì)有19,000,000頭大象的存在。內(nèi)稟增長(zhǎng)能力內(nèi)稟增長(zhǎng)能力（率）：種群在不受限制的條件下，即排除不利的天氣條件，提供理想的食物條件，排除捕食者和疾病，能夠觀察到種群最大的增長(zhǎng)能力(rm)，即內(nèi)稟增長(zhǎng)率。內(nèi)稟增長(zhǎng)能力（率）的意義：可以敏感地反映出環(huán)境的細(xì)微變化，是特定種群對(duì)于環(huán)境質(zhì)量反映的一個(gè)優(yōu)良指標(biāo)；是自然現(xiàn)象的抽象，它能作為一個(gè)模型，可以與自然界觀察到的實(shí)際增長(zhǎng)率進(jìn)行比較。內(nèi)稟增長(zhǎng)能力內(nèi)稟增長(zhǎng)能力（率）：種群在不受限

7、制的條件下，即排除不利的天氣條件，提供理想的食物條件，排除捕食者和疾病，能夠觀察到種群最大的增長(zhǎng)能力(rm)，即內(nèi)稟增長(zhǎng)率。內(nèi)稟增長(zhǎng)能力（率）的意義：可以敏感地反映出環(huán)境的細(xì)微變化，是特定種群對(duì)于環(huán)境質(zhì)量反映的一個(gè)優(yōu)良指標(biāo)；是自然現(xiàn)象的抽象，它能作為一個(gè)模型，可以與自然界觀察到的實(shí)際增長(zhǎng)率進(jìn)行比較。20世紀(jì)歐亞斑鳩種群在其新領(lǐng)地英國(guó)的擴(kuò)張 侵占新領(lǐng)地初期的10年內(nèi)斑鳩的種群呈指數(shù)增長(zhǎng)在1965之后斑鳩的種群增長(zhǎng)率變慢，說(shuō)明環(huán)境因素對(duì)密度的限制作用Hengeveld, R. 1988. Mechanisms of biological invasions. J. of Biogeography

8、15:819-828. 指數(shù)增長(zhǎng)3.2 密度制約種群增長(zhǎng)模型很明顯，種群不能持續(xù)以幾何級(jí)數(shù)或指數(shù)模型持續(xù)增加。當(dāng)種群增加時(shí)，生長(zhǎng)率最終會(huì)下降，種群大小平衡，形成“S”型曲線。受到密度效應(yīng)制約的種群連續(xù)增長(zhǎng)模型，比無(wú)密度效應(yīng)的模型增加了兩點(diǎn)假設(shè)：有一個(gè)環(huán)境容納量K，當(dāng)NtK時(shí)，種群為零增長(zhǎng)；增長(zhǎng)率隨密度上升而降低，并且最簡(jiǎn)單的是按比例的變化，即每增加1個(gè)個(gè)體，就產(chǎn)生1/K的抑制影響，而可供種群繼續(xù)增長(zhǎng)的剩余空間只有(1-N/K)。按照這兩點(diǎn)假設(shè)，種群的增長(zhǎng)不再呈現(xiàn)J型，而是S型。S型曲線的兩個(gè)特點(diǎn)是：曲線漸近于K值，即密度達(dá)到平衡；曲線的上升是平滑的，即種群增長(zhǎng)率的下降是按比例的。K環(huán)境容納量邏

9、輯斯諦增長(zhǎng)指數(shù)增長(zhǎng)指數(shù)增長(zhǎng)與邏輯斯諦增長(zhǎng)之間的關(guān)系1 N /KtNt種群停止增長(zhǎng)處的種群大小通常稱“環(huán)境容納量”或K，即環(huán)境能維持的特定種群的個(gè)體數(shù)量。此微分式即生態(tài)學(xué)發(fā)展史中著名的邏輯斯諦方程Logistic equationdN/dt=Nrm(1-N/K) 種群起始個(gè)體數(shù)量瞬時(shí)增長(zhǎng)率(內(nèi)稟增長(zhǎng)率)種群變化率環(huán)境容納量K當(dāng)比率增加時(shí)，種群增長(zhǎng)變慢產(chǎn)生“S”型曲線的最簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)模型是在指數(shù)增長(zhǎng)模型（dN/dt=rN)上增加一個(gè)新的項(xiàng)（1-N/K)。dN/dt = NrN t=K /(1+e a-rt)K-NKK123最適產(chǎn)量（=1/2K）45開(kāi)始期加速期轉(zhuǎn)折期減速期飽和期邏輯斯諦曲線通常分為5個(gè)

10、時(shí)期模型行為：該曲線在N=K/2處有一個(gè)拐點(diǎn)，在拐點(diǎn)上，dN/dt最大，在拐點(diǎn)前，dN/dt 隨種群增加而上升，在拐點(diǎn)后，dN/dt隨種群增加而下降，因此，曲線可劃分為：開(kāi)始期(潛伏期)(N0)，加速期(NK2)，轉(zhuǎn)折期(NK2)，減速期(NK)，飽和期(NK)10d達(dá)到平衡5d內(nèi)生長(zhǎng)緩慢5d后生長(zhǎng)快速快速定殖提高了藤壺的密度2周后種群達(dá)到平衡環(huán)境容納量(carrying capacity, 如生境、種間相互作用等因素) 限制了種群規(guī)模的發(fā)展。邏輯斯諦增長(zhǎng)舉例邏輯斯締方程的意義它是兩個(gè)相互作用種群增長(zhǎng)模型的基礎(chǔ)；它是漁業(yè)、林業(yè)、農(nóng)業(yè)等實(shí)踐領(lǐng)域中確定最大持續(xù)產(chǎn)量的主要模型；模型中的兩個(gè)參數(shù)K和r

11、已成為生物進(jìn)化對(duì)策理論中的重要概念。種群的增加和減少4.1 不規(guī)則波動(dòng)4.2 周期性波動(dòng)4.3 種群暴發(fā) 4.4 生態(tài)入侵4.5 種群平衡4.6 種群衰落和滅亡4 自然種群的數(shù)量變動(dòng)很多因素影響種群大小的發(fā)展，如氣候、食物、庇護(hù)所、疾病、捕食者等，這些非生物和生物因素都對(duì)種群產(chǎn)生巨大的影響。4.1 不規(guī)則波動(dòng)Galapagos 變化的降水與地雀種群的關(guān)系干旱導(dǎo)致地雀1976-1977高死亡率1983年豐富的降雨引起種群高速增長(zhǎng)4.2 周期性波動(dòng)蚊子的季節(jié)消長(zhǎng)和年際變化 獵物和捕食者的消長(zhǎng) 研究案例：野貓-野兔種群波動(dòng)驚人的耦合波動(dòng)現(xiàn)象使得生態(tài)學(xué)家思索捕食者在種群波動(dòng)循環(huán)中的重要性響應(yīng)滯后使得捕

12、食者和獵物的數(shù)量呈偶聯(lián)的周期性波動(dòng)。Time delay in responseTownsend et al. 2008. Essentials of Ecology.4.3 種群暴發(fā)（水葫蘆）原產(chǎn)美洲熱帶，20世紀(jì)30年代引入我國(guó)，6070年代作為飼料推廣，90年代初的環(huán)境污染問(wèn)題加劇了其爆發(fā)。4.3 種群暴發(fā)（蝗災(zāi)）2011年7月，湖南長(zhǎng)沙岳麓區(qū)雨敞坪鎮(zhèn)遭遇10年來(lái)最嚴(yán)重的蝗災(zāi)。 4.4 生態(tài)入侵/生物入侵生態(tài)（生物）入侵 (ecological or biological invasion)：由于人類(lèi)有意識(shí)或無(wú)意識(shí)地將某種生物帶入適宜于其棲息和繁衍的地區(qū)，種群不斷擴(kuò)大，分布區(qū)逐步穩(wěn)定地?cái)U(kuò)

13、展。生物入侵的后果：排擠當(dāng)?shù)氐奈锓N，對(duì)生物多樣性構(gòu)成嚴(yán)重威脅；改變?cè)械纳锏乩矸植己驮匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能。入侵種經(jīng)常形成廣泛的生物污染 ，危及生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能。當(dāng)今世界，幾乎可以說(shuō)沒(méi)有任何區(qū)域不曾遭受過(guò)外來(lái)種的入侵，生物入侵長(zhǎng)期以來(lái)一直倍受生態(tài)學(xué)家的關(guān)注。1845年，愛(ài)爾蘭從南美引進(jìn)的馬鈴薯帶有晚疫病，導(dǎo)致境內(nèi)馬鈴薯全部枯死，餓死150萬(wàn)人；上個(gè)世紀(jì)90年代末，為保護(hù)黃山的松樹(shù)免遭境外傳入的松材線蟲(chóng)侵害，國(guó)家一次性就投入6190萬(wàn)元建立防護(hù)體系。4.4 生態(tài)入侵/生物入侵生態(tài)（生物）入侵 (ecological or biological invasion)：由于人類(lèi)有意識(shí)或無(wú)意識(shí)地

14、將某種生物帶入適宜于其棲息和繁衍的地區(qū)，種群不斷擴(kuò)大，分布區(qū)逐步穩(wěn)定地?cái)U(kuò)展。生物入侵的后果：排擠當(dāng)?shù)氐奈锓N，對(duì)生物多樣性構(gòu)成嚴(yán)重威脅；改變?cè)械纳锏乩矸植己驮匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能。入侵種經(jīng)常形成廣泛的生物污染 ，危及生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能。當(dāng)今世界，幾乎可以說(shuō)沒(méi)有任何區(qū)域不曾遭受過(guò)外來(lái)種的入侵，生物入侵長(zhǎng)期以來(lái)一直倍受生態(tài)學(xué)家的關(guān)注。1845年，愛(ài)爾蘭從南美引進(jìn)的馬鈴薯帶有晚疫病，導(dǎo)致境內(nèi)馬鈴薯全部枯死，餓死150萬(wàn)人；上個(gè)世紀(jì)90年代末，為保護(hù)黃山的松樹(shù)免遭境外傳入的松材線蟲(chóng)侵害，國(guó)家一次性就投入6190萬(wàn)元建立防護(hù)體系。補(bǔ)充：本地種、外來(lái)種、外來(lái)入侵種的定義本地種（Native/Indi

15、genous species）指在其過(guò)去或現(xiàn)在的自然分布區(qū)域內(nèi)（無(wú)直接間接引入）的物種分類(lèi)群。外來(lái)種（Alien/Non-native/Non-indigenous/Foreign/Exotic species）指出現(xiàn)在其過(guò)去或現(xiàn)在的自然分布范圍以外（即自然定殖、或間接引進(jìn)、或沒(méi)有人類(lèi)活動(dòng)就不能定殖）的分類(lèi)群。外來(lái)入侵種（Alien invasive species）指在自然狀態(tài)或人類(lèi)作用下，在異地獲得生長(zhǎng)與繁殖的外來(lái)種群，對(duì)本地生物多樣性產(chǎn)生影響并構(gòu)成威脅。生態(tài)學(xué)家在比較外來(lái)種入侵程度（即可侵入性）時(shí)，常以生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部外來(lái)種百分比（外來(lái)種數(shù)量與物種總數(shù)的比值）為衡量指標(biāo)。初步得出如下結(jié)論：結(jié)

16、構(gòu)簡(jiǎn)單的群落比結(jié)構(gòu)復(fù)雜的群落易受入侵；外來(lái)干擾頻繁的生態(tài)系統(tǒng)易受入侵；島嶼比大陸易受入侵；新大陸比舊大陸易受入侵；溫帶生態(tài)系統(tǒng)比熱帶生態(tài)系統(tǒng)易受入侵；某一區(qū)域中參觀者人數(shù)的增加會(huì)導(dǎo)致外來(lái)種數(shù)量增加等。生物入侵的過(guò)程傳入、定殖、擴(kuò)散/暴發(fā)和產(chǎn)生影響。生物通過(guò)多種途徑被引入新區(qū)域，其中少數(shù)屬自然擴(kuò)散，更多是偶然或有意引入，隨著人口增長(zhǎng)和世界貿(mào)易的加強(qiáng)，越來(lái)越多的外來(lái)種被引入。影響生物入侵的因素入侵種特性：外來(lái)種的繁殖和傳播特性是影響其在異地?cái)U(kuò)展的一個(gè)重要因素。成功的入侵者常表現(xiàn)出很強(qiáng)的營(yíng)養(yǎng)繁殖能力，能快速產(chǎn)生大量后代。強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的外來(lái)種可以有效利用資源甚至排斥和驅(qū)逐本地種。本地種、生態(tài)系統(tǒng)對(duì)入侵的抗

17、性：如果群落為外來(lái)種提供了適宜的可棲息生境，并且外來(lái)種在發(fā)展過(guò)程中較少受到如與本地種的競(jìng)爭(zhēng)、天敵捕食等生物限制時(shí)，外來(lái)種就會(huì)逐漸擴(kuò)張并發(fā)生大規(guī)模的爆發(fā)。生物入侵的影響機(jī)制空缺生態(tài)位假說(shuō)：本地種數(shù)量相對(duì)貧乏，以致于對(duì)新來(lái)者不具足夠的生物抵抗性。但在現(xiàn)實(shí)中要證明空缺生態(tài)位的存在極為困難。逃離生物限制假說(shuō)：入侵種偶然到達(dá)了不具備天敵或其它生物限制的新環(huán)境。這是解釋外來(lái)種成功入侵最直接的假設(shè)，并促使人們?cè)谌肭址N原產(chǎn)地去尋找其天敵以進(jìn)行生物控制。群落物種豐富度假說(shuō)：自Elton (1958) 提出以來(lái)成為入侵生態(tài)學(xué)的核心理論，即群落對(duì)生物入侵的抵抗性與群落中物種數(shù)量成正比。該假說(shuō)實(shí)際上是由空缺生態(tài)位假說(shuō)

18、推論而來(lái)。干擾假說(shuō)：干擾（如火災(zāi)、放牧、耕作、施肥、環(huán)境污染等）常誘導(dǎo)生物入侵的發(fā)生。如果外來(lái)種比本地種更能適應(yīng)干擾帶來(lái)的環(huán)境變化，那么外來(lái)種就會(huì)轉(zhuǎn)為入侵種并發(fā)生危害。資源波動(dòng)假說(shuō)；天敵逃逸假說(shuō)；氮分配的進(jìn)化假說(shuō)；新武器假說(shuō)土壤生物的入侵迄今入侵生態(tài)學(xué)的研究多集中在地上部生態(tài)系統(tǒng)中的動(dòng)植物上，而對(duì)地下部土壤生物的關(guān)注很少。土壤生物在各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能中都起著重要的作用。土壤生物的入侵過(guò)程一般都具備大型生物入侵的特性，對(duì)土壤生物入侵過(guò)程及影響因素的研究能夠完善現(xiàn)有的入侵生態(tài)學(xué)理論。土壤生物入侵的研究正進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段！Litchman, E., 2010. Invisible invader

19、s: non-pathogenic invasive microbes in aquatic and terrestrial ecosystems. Ecology Letters 13, 1560-1572.生物入侵舉例西雙版納：飛機(jī)草和紫莖澤蘭；內(nèi)伶仃國(guó)家自然保護(hù)區(qū)：具有超強(qiáng)繁殖能力、喜歡攀緣的藤本植物-薇甘菊(“植物殺手”);云南滇池：1000公頃的水面上幾乎全部生長(zhǎng)著水葫蘆；大米草正在侵吞中國(guó)的海岸灘涂：6080年代，我國(guó)為了保護(hù)灘涂，從英美等國(guó)引進(jìn)了大米草；南極和北極也遭遇了外來(lái)物種的入侵：蜘蛛蟹、多種無(wú)脊椎動(dòng)物和雜草已經(jīng)在極地安營(yíng)扎寨。人類(lèi)向南極周?chē)鷯u嶼引入了200多種非本土物種，

20、將造成災(zāi)難性后果。生物入侵舉例福壽螺是國(guó)家環(huán)?？偩炙械?6種“危害最大的外來(lái)物種”之一。 2006年8月13日，廣西橫縣農(nóng)戶到田間補(bǔ)秧苗，他家的秧苗被福壽螺吃了不少。 19世紀(jì)中期，一位探險(xiǎn)家在墨西哥的叢林里發(fā)現(xiàn)了一種樹(shù)，野牡丹看起來(lái)相當(dāng)溫和，但實(shí)際上，它和四腳野獸一樣兇猛。生物入侵舉例小龍蝦，小龍蝦學(xué)名克氏原螯蝦，上世紀(jì)30年代日軍侵華時(shí)，由軍艦帶入我國(guó)，用作食物、魚(yú)餌或者寵物，可是誰(shuí)也沒(méi)想到，幾十年后，小龍蝦已經(jīng)成了我國(guó)種群最大的災(zāi)害性外來(lái)物種之一。據(jù)中國(guó)之聲報(bào)道，云南紅河州的元陽(yáng)梯田核心區(qū)幾萬(wàn)畝的梯田，正在遭受“打洞高手”小龍蝦的破壞，已經(jīng)有部分梯田田埂被小龍蝦蛀空而垮塌。當(dāng)?shù)匾苍谙麓?/p>

21、力氣，與“小龍蝦”搏斗。2013-03-20 生物入侵舉例火螞蟻，體型很小，身長(zhǎng)通常在2毫米至6毫米間不等，體色主要為紅褐色。海貍鼠，入侵河流、溪谷、湖泊和池塘等，而一些蘆葦沼澤地帶尤其難以幸免。非洲大蝸牛二十世紀(jì)20年代末在福建廈門(mén)發(fā)現(xiàn)，后被作為美味食物擴(kuò)散到我國(guó)香港、臺(tái)灣、海南、廣西等地。但令人想不到的是，人類(lèi)將其作為美味的同時(shí)，非洲大蝸牛卻將人類(lèi)的農(nóng)作物作為美味，它咬斷各種農(nóng)作物的幼芽、嫩枝葉及樹(shù)莖表皮，危害生態(tài)系統(tǒng)。生物入侵舉例世界權(quán)威生物保護(hù)機(jī)構(gòu)“世界自然保護(hù)聯(lián)盟”開(kāi)出的這一“殺手榜”中，位列“殺手之首”的是尼羅河鱸魚(yú)。在它的肆虐下，非洲大陸至少有200種魚(yú)類(lèi)慘遭“滅門(mén)”。4.5 種

22、群平衡種群平衡-高原鼠兔4.6 種群衰落和滅絕生物稀有 (rarity) 和滅絕 (extinction)！種群生態(tài)學(xué)的研究意義舉例常見(jiàn)種和稀有種可以根據(jù)以下因素劃分：地理分布范圍 (extensive vs. restricted)生境耐受限度 (broad vs. narrow)局部種群大小 (large vs. small)稀有度劃分：Extensive range, broad habitat tolerance, small local populations_ i.e. tiger.Extensive range, large populations, narrow habitat

23、 tolerance_ i.e. Red Mangrove.(Extreme rarity)_restricted range, narrow habitat tolerance and small populations_ i.e. mountain gorilla and giant panda.地理分布widelimitedlowstronglowstrong生境專(zhuān)化種群大小everywheresmallsomewherelargenotrarenon-existent?Freshwatersawfish(Australia, New Guinea)Red Mangrove(Trop.

24、America, West. Africa)5 集合種群*集合種群 (metapopulation)：相對(duì)獨(dú)立區(qū)域內(nèi)各個(gè)局域種群的集合,各局域種群通過(guò)一定程度的個(gè)體遷移而連接在一起的區(qū)域種群。斑塊patch、擴(kuò)散dispersal和尺度scale這三個(gè)緊密聯(lián)系的術(shù)語(yǔ)是了解集合種群的基礎(chǔ)，也反映出集合種群的時(shí)空動(dòng)態(tài)特點(diǎn)。上個(gè)世紀(jì)70年代集合種群動(dòng)態(tài)的理論基礎(chǔ)已經(jīng)確立，但是對(duì)其推崇卻滯后了20年。由于大尺度上種群空間格局呈集聚的斑塊分布，因此所有種群均可視為集合種群。5 集合種群*集合種群 (metapopulation)：相對(duì)獨(dú)立區(qū)域內(nèi)各個(gè)局域種群的集合,各局域種群通過(guò)一定程度的個(gè)體遷移而連接在

25、一起的區(qū)域種群。斑塊patch、擴(kuò)散dispersal和尺度scale這三個(gè)緊密聯(lián)系的術(shù)語(yǔ)是了解集合種群的基礎(chǔ)，也反映出集合種群的時(shí)空動(dòng)態(tài)特點(diǎn)。上個(gè)世紀(jì)70年代集合種群動(dòng)態(tài)的理論基礎(chǔ)已經(jīng)確立，但是對(duì)其推崇卻滯后了20年。由于大尺度上種群空間格局呈集聚的斑塊分布，因此所有種群均可視為集合種群。集合種群概念受到了空前的重視人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生物多樣性的影響中, 以生境的破碎和棲息地的消失最引人注目。越來(lái)越多的物種不得不生存在片斷化斑塊生境中。集合種群理論關(guān)注的恰恰是具有不穩(wěn)定局部種群的物種區(qū)域續(xù)存條件。由于種群滅絕的風(fēng)險(xiǎn)隨斑塊面積的增大而減小，擴(kuò)散重新定殖的概率隨生境斑塊平均隔離度的增加而減?。灰虼松嬖?/p>

26、較小的隔離生境斑塊中的種群具有更高的滅絕風(fēng)險(xiǎn)。侵占未侵占Allee效應(yīng)：當(dāng)種群數(shù)量低于一定值時(shí)，會(huì)引起種群功能的紊亂、尋找配偶困難以及近交衰退等，從而導(dǎo)致種群增長(zhǎng)率減小甚至出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)使種群滅絕。援救效應(yīng)：指?jìng)€(gè)體遷移到某一斑塊，而此斑塊中已有局域種群，那么遷入的個(gè)體會(huì)起到降低該局域種群滅絕風(fēng)險(xiǎn)的作用 。在集合種群中，擴(kuò)散通過(guò)援救效應(yīng)促進(jìn)了集合種群的續(xù)存。集合種群的特征Hanski認(rèn)為典型的集合種群應(yīng)具備下面4個(gè)條件：生境以離散斑塊形式存在，離散斑塊可被繁育種群占據(jù)。即使是最大的局域種群也有滅絕風(fēng)險(xiǎn)。生境斑塊不可過(guò)于隔離而阻礙種群的重新建立。如果生境斑塊過(guò)于隔絕，就會(huì)形成非平衡集合種群，導(dǎo)致集合種群的滅絕。各個(gè)局域種群的動(dòng)態(tài)不完全同步。這種異步性使得尚未滅絕的種群向臨近適宜生境斑塊遷移，保證所有的局域種群不會(huì)同時(shí)滅絕。 集合種群研究的核心是將空間看成是由生境斑塊構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，探討這些斑塊網(wǎng)絡(luò)中的各局域種群間的滅絕與再定殖的動(dòng)態(tài)變化。集合種群理論的意義集合種群理論與種群生活史、島嶼生物地理學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)等密切相關(guān)，在應(yīng)用上又對(duì)保護(hù)生物學(xué)、恢復(fù)生態(tài)學(xué)及入侵生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域具有指導(dǎo)價(jià)值。例如，隨著人類(lèi)活動(dòng)的破壞，生境斑塊面積的減少及斑塊隔離程度的增加，加劇了物種滅絕。大范圍內(nèi)建立完整的保護(hù)區(qū)很困難。在這種情況下，基于集合種群理論，要保護(hù)某一物種，至少需要特定數(shù)