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第五章種群增長(zhǎng)種群增長(zhǎng)模型自然種群數(shù)量變動(dòng)種群調(diào)節(jié)思考題第五章種群增長(zhǎng)種群增長(zhǎng)模型思考題1種群數(shù)量在時(shí)間過(guò)程中的動(dòng)態(tài)種群數(shù)量在時(shí)間過(guò)程中的動(dòng)態(tài)2第一節(jié)種群增長(zhǎng)模型種群的離散增長(zhǎng)模型(差分方程)種群的連續(xù)增長(zhǎng)模型(微分方程)具時(shí)滯的種群增長(zhǎng)模型種群增長(zhǎng)的隨機(jī)模型第一節(jié)種群增長(zhǎng)模型種群的離散增長(zhǎng)模型(差分方程)3數(shù)學(xué)模型研究中,生態(tài)學(xué)工作者最感興趣的不是特定公式的數(shù)學(xué)細(xì)節(jié),而是模型的結(jié)構(gòu),因此,我們的注意力應(yīng)首先集中于數(shù)學(xué)模型中各個(gè)量的生物學(xué)意義,而不是其數(shù)學(xué)推導(dǎo)細(xì)節(jié),否則就會(huì)出現(xiàn)只見(jiàn)“數(shù)目”,不見(jiàn)“森林”的危險(xiǎn)。第五章種群增長(zhǎng)課件4一、種群的離散增長(zhǎng)模型(差分方程)增長(zhǎng)率不變的離散增長(zhǎng)模型增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的離散增長(zhǎng)模型一、種群的離散增長(zhǎng)模型(差分方程)增長(zhǎng)率不變的離散增長(zhǎng)模型5模型的假設(shè):1)種群增長(zhǎng)是無(wú)界的;2)世代不重疊;3)沒(méi)有遷入、遷出;4)沒(méi)有年齡結(jié)構(gòu)。(一)增長(zhǎng)率不變的離散增長(zhǎng)模型模型的假設(shè):(一)增長(zhǎng)率不變的離散增長(zhǎng)模型6種群幾何級(jí)數(shù)(指數(shù))增長(zhǎng)模型Nt=N0λtt世代的種群數(shù)量初始種群數(shù)量周限增長(zhǎng)率(世代增長(zhǎng)率)世代數(shù)Nt+1=Ntλt+1世代的種群數(shù)量N1=N0
λ1;N2=N0λ2N3=N0
λ3種群幾何級(jí)數(shù)(指數(shù))增長(zhǎng)模型Nt=N0λtt世代的種7模型的參數(shù)λ:λ>1:種群上升;λ=1:種群穩(wěn)定;0<λ<1:種群下降;λ=0:種群在下一世代滅亡。模型的參數(shù)λ:8模型的假設(shè):種群在有界的環(huán)境中增長(zhǎng),存在一個(gè)平衡點(diǎn)(Neq)由此平衡點(diǎn)每偏離1個(gè)個(gè)體,增長(zhǎng)率λ就減少或增加B倍。
λ=1.0-B(Nt-Neq)(二)增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的離散增長(zhǎng)模型種群密度N種群增長(zhǎng)率λλ=1.0-B(Nt-Neq)平衡點(diǎn)λep=1.0模型的假設(shè):(二)增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的離散增長(zhǎng)模型種群密9數(shù)學(xué)模型:Nt+1=λNt=[1.0-B(Nt-Neq)]Nt模型行為(May,1974):0<BNeq<1:平滑趨向平衡點(diǎn);1<BNeq<2:向平衡點(diǎn)逐漸減幅振蕩;2<BNeq<2.57:無(wú)限而穩(wěn)定的周期性振蕩;BNeq>2.57:無(wú)規(guī)則地混亂振蕩。數(shù)學(xué)模型:10二、種群的連續(xù)增長(zhǎng)模型(微分方程)增長(zhǎng)率不變的連續(xù)增長(zhǎng)模型增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的連續(xù)增長(zhǎng)模型二、種群的連續(xù)增長(zhǎng)模型(微分方程)增長(zhǎng)率不變的連續(xù)增長(zhǎng)模型11增長(zhǎng)率不變的連續(xù)增長(zhǎng)模型
模型的假設(shè):1)種群增長(zhǎng)是無(wú)界的;2)世代有重疊,種群數(shù)量以連續(xù)的方式改變;3)沒(méi)有遷入、遷出;4)沒(méi)有年齡結(jié)構(gòu)。增長(zhǎng)率不變的連續(xù)增長(zhǎng)模型
模型的假設(shè):12dN/dt=rNNt=N0ert種群變化率瞬時(shí)增長(zhǎng)率
種群個(gè)體數(shù)量瞬時(shí)增長(zhǎng)率(每員增長(zhǎng)率)時(shí)間t處的種群個(gè)體數(shù)間隔或世代長(zhǎng)度初始時(shí)的種群個(gè)體數(shù)量種群的指數(shù)增長(zhǎng)模型dN/dt=rNNt=N0ert種群瞬時(shí)增長(zhǎng)率種群個(gè)體數(shù)量13瞬時(shí)增長(zhǎng)率r與周限增長(zhǎng)率λ之間的關(guān)系r=lnλλ=er模型的行為:rλ種群變化r>0λ>1種群上升r=0λ=1種群穩(wěn)定r<00<λ<1種群下降r=-∞λ=0種群滅亡瞬時(shí)增長(zhǎng)率r與周限增長(zhǎng)率λ之間的關(guān)系rλ種群變化r>0λ14增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的連續(xù)增長(zhǎng)模型
——邏輯斯諦模型(Logisticmodel)模型的假設(shè):存在一個(gè)環(huán)境條件所允許的最大種群值,稱為環(huán)境容納量(K)。使種群增長(zhǎng)率降低的影響是最簡(jiǎn)單的,即其影響隨著密度上升而逐漸地、按比例地增加。即,種群中每增加一個(gè)個(gè)體就對(duì)增長(zhǎng)率降低產(chǎn)生1/K的影響,或者說(shuō),每一個(gè)個(gè)體利用了l/K的空間,若種群中有N個(gè)個(gè)體,就利用了N/K的空間,而可供繼續(xù)增長(zhǎng)的剩余空間就只有(1-N/K)了。增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的連續(xù)增長(zhǎng)模型
——邏輯斯諦模型(Lo15K邏輯斯諦增長(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/KtNtK邏輯斯諦增長(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1-16邏輯斯諦增長(zhǎng)模型(微分方程)dN/dt=Nr(1-N/K)
種群個(gè)體數(shù)量瞬時(shí)增長(zhǎng)率種群變化率環(huán)境容納量當(dāng)比率增加時(shí),種群增長(zhǎng)變慢邏輯斯諦增長(zhǎng)模型(微分方程)dN/dt=Nr(1-N/K)17邏輯斯諦方程生物學(xué)含義:邏輯斯諦方程微分式的基本結(jié)構(gòu)與指數(shù)增長(zhǎng)方程相同,但增加了一個(gè)修正項(xiàng)(1-N/K)。指數(shù)增長(zhǎng)方程所描述的種群增長(zhǎng)是無(wú)界的,或可供種群不斷增長(zhǎng)的“空間”是無(wú)限大的,是沒(méi)有任何限制的。而修正項(xiàng)(1-N/K)所代表的生物學(xué)含義是“剩余空間”(residualspace)或稱未利用的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)(unutilizedopportunity)。即:種群尚未利用的,或?yàn)榉N群可利用的最大容納量空間中還“剩余”的、可供種群繼續(xù)增長(zhǎng)用的空間(或機(jī)會(huì))。對(duì)修正項(xiàng)(1-N/K)的分析邏輯斯諦方程生物學(xué)含義:18對(duì)修正項(xiàng)(1-N/K)的分析:如果種群數(shù)量N趨于零,那么(1-N/K)項(xiàng)就逼近于1,這表示幾乎全部K空間尚末被利用,種群接近于指數(shù)增長(zhǎng),或種群潛在的最大增長(zhǎng)能充分地實(shí)現(xiàn)。如果種群數(shù)量N趨向于K,那么(1-N/K)項(xiàng)就逼近于零,這表示幾乎全部K空間已被利用,種群潛在的最大增長(zhǎng)不能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)種群數(shù)量N,由零逐漸地增加到K,(1-N/K)項(xiàng)則由1逐漸地下降為零,這表示種群增長(zhǎng)的“剩余空間”逐漸變小,種群潛在最大增長(zhǎng)的可實(shí)現(xiàn)程度逐漸降低;并且,種群數(shù)量每增加一個(gè)個(gè)體,這種抑制性定量就是l/K。這種抑制性影響稱為擁擠效應(yīng)或環(huán)境阻力。種群增長(zhǎng)率=(種群潛在最大增長(zhǎng))×(最大增長(zhǎng)可實(shí)現(xiàn)程度)對(duì)修正項(xiàng)(1-N/K)的分析:19邏輯斯諦增長(zhǎng)率變化曲線dN/dtdN/dt=Nr(1-N/K)Nk/20KrK/4邏輯斯諦增長(zhǎng)率變化曲線dN/dtdN/dt=Nr(1-N/K20邏輯斯諦增長(zhǎng)曲線的五個(gè)時(shí)期A開(kāi)始期B加速期C轉(zhuǎn)捩期D減速期E飽和期KDEBACtNtK/2邏輯斯諦增長(zhǎng)曲線的五個(gè)時(shí)期KDEBACtNtK/221一定條件下,自然種群在短期中可以出現(xiàn)邏輯斯諦增長(zhǎng),甚至指數(shù)增長(zhǎng);邏輯斯諦增長(zhǎng)以后,種群穩(wěn)定在K值,對(duì)于這方面,沒(méi)有充分的證據(jù)。相反,種群達(dá)到K值后仍有數(shù)量變動(dòng);“J”型和“S”型種群增長(zhǎng)只能代表2種典型情況;提供了有關(guān)種群增長(zhǎng)的某些機(jī)制;沒(méi)有考慮時(shí)滯對(duì)種群增長(zhǎng)的影響;邏輯斯諦增長(zhǎng)模型的評(píng)價(jià)
一定條件下,自然種群在短期中可以出現(xiàn)邏輯斯諦增長(zhǎng),甚至指數(shù)增22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已成為生物進(jìn)化對(duì)策理論中的重要概念。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);23三、具時(shí)滯的種群增長(zhǎng)模型
增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的具時(shí)滯的離散增長(zhǎng)模型增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的具時(shí)滯的連續(xù)增長(zhǎng)模型三、具時(shí)滯的種群增長(zhǎng)模型
增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的具時(shí)滯的24增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的
具時(shí)滯的離散增長(zhǎng)模型模型的假設(shè):t世代的種群增長(zhǎng)率不依賴于t世代的密度,而依賴于(t-1)世代的密度。增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的
具時(shí)滯的離散增長(zhǎng)模型模型的假設(shè):25增長(zhǎng)模型(微分方程)Nt+1=Nt[1-B(Nt-1-Neq)]
t世代種群數(shù)量t+1世代種群數(shù)量種群平衡密度t-1世代種群數(shù)量
種群密度每偏離平衡密度一個(gè)個(gè)體對(duì)種群增長(zhǎng)率改變的比例增長(zhǎng)模型(微分方程)Nt+1=Nt[1-B(Nt-1-Neq26N0=10,B=0.011,Neq=100N0=10,B=0.011,Neq=10027梅(May,1954)和史密斯(Smith,1968)對(duì)模型的總結(jié):0<BNeq<0.25:種群表現(xiàn)為穩(wěn)定的平衡,不產(chǎn)生振蕩;0.25<BNeq<1.0:種群表現(xiàn)為減幅振蕩;BNeq>1.0:種群表現(xiàn)為周期性振蕩(穩(wěn)定的極限環(huán))或增幅振蕩。梅(May,1954)和史密斯(Smith,1968)對(duì)28增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的具時(shí)滯的連續(xù)增長(zhǎng)模型反應(yīng)時(shí)滯T數(shù)學(xué)模型:dN/dt=rN[1-N(t-T)/K]增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的具時(shí)滯的連續(xù)增長(zhǎng)模型反應(yīng)時(shí)滯T29模型的行為:0<rT<e-1:種群?jiǎn)握{(diào)地趨向一個(gè)平衡點(diǎn),或稱為單調(diào)的阻尼穩(wěn)定點(diǎn)(monotonicallydampedstablepoint);e-1<rT<π/2
:種群減幅振蕩并回到平衡水平,或稱為振蕩的阻尼穩(wěn)定點(diǎn)(oscillatorillydampedstablepoint);rT>π/2
:種群穩(wěn)定地周期循環(huán),或稱為穩(wěn)定極限環(huán)(stablelimitcycle);模型的行為:30曲線上的數(shù)字代表rT值,通常時(shí)滯越長(zhǎng),數(shù)量越不穩(wěn)定曲線上的數(shù)字代表rT值,通常時(shí)滯越長(zhǎng),數(shù)量越不穩(wěn)定31四、種群增長(zhǎng)的隨機(jī)模型種群大小雌體種群:N0=6,λ=2.0,產(chǎn)1個(gè)概率0.5,產(chǎn)3個(gè)概率0.5時(shí),經(jīng)過(guò)一個(gè)世代后種群數(shù)量的頻率分布四、種群增長(zhǎng)的隨機(jī)模型種群大小雌體種群:N0=6,λ=2.32第二節(jié)自然種群數(shù)量變動(dòng)入侵新的棲息地后,經(jīng)過(guò)種群增長(zhǎng)和建立起種群以后,一般存在的幾種可能:種群平衡(populationequilibrium);經(jīng)受不規(guī)則的波動(dòng)或起落(irregularfluctuation);規(guī)則的或周期性的波動(dòng)(regularorcyclicflutuation);種群衰落(populationdeline)和滅亡(populationextinction);第二節(jié)自然種群數(shù)量變動(dòng)入侵新的棲息地后,經(jīng)過(guò)種群增長(zhǎng)和建立33大發(fā)生或暴發(fā)(populationoutbreak):種群在短時(shí)間內(nèi)迅速增長(zhǎng),也稱為猖獗。種群崩潰(populationcrash):種群大發(fā)生后出現(xiàn)的大批死亡,種群數(shù)量急劇下降。生態(tài)入侵(ecologicalinvasion):某些生物,由于人類有意識(shí)或無(wú)意識(shí)地帶入某一適宜于其生存和繁衍的地區(qū),它的種群便不斷地增加,分布區(qū)便會(huì)逐步穩(wěn)定地?cái)U(kuò)展的過(guò)程。大發(fā)生或暴發(fā)(populationoutbreak):種群34第三節(jié)種群調(diào)節(jié)種群數(shù)量受天氣的強(qiáng)烈影響…...…氣候?qū)W派生物因子對(duì)種群調(diào)節(jié)起決定作用...生物學(xué)派種內(nèi)成員的異質(zhì)性………..…..自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)派社群的等級(jí)和領(lǐng)域性……..…..行為調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)激素分泌的反饋調(diào)節(jié)機(jī)制….內(nèi)分泌調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)遺傳多態(tài)…...…..遺傳調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)種群調(diào)節(jié)的新理論外源性調(diào)節(jié)內(nèi)源性調(diào)節(jié)第三節(jié)種群調(diào)節(jié)種群數(shù)量受天氣的強(qiáng)烈影響…...…氣候?qū)W派外35種群參數(shù)受天氣條件強(qiáng)烈影響;種群的數(shù)量大發(fā)生與天氣條件的變化明顯相關(guān);強(qiáng)調(diào)種群數(shù)量的變動(dòng),否認(rèn)穩(wěn)定性。安德列沃斯(Andrewartha)和伯奇(Birch)對(duì)薊馬的研究。氣候?qū)W派種群參數(shù)受天氣條件強(qiáng)烈影響;氣候?qū)W派36平衡學(xué)說(shuō)(Nicholson):種群是一個(gè)自我管理系統(tǒng),為了維持平衡,當(dāng)密度高時(shí),調(diào)節(jié)因素的作用必須更強(qiáng),當(dāng)密度低時(shí),調(diào)節(jié)因素的作用就減弱,因此調(diào)節(jié)種群密度的只能是密度制約因素。Smith的種群調(diào)節(jié)觀點(diǎn):種群的特征是既有穩(wěn)定性,也有連續(xù)變化。密度雖不斷變化,卻是圍繞著一個(gè)“特征密度”而變化。只有密度制約因素才能決定種群的平衡密度。生物學(xué)派平衡學(xué)說(shuō)(Nicholson):種群是一個(gè)自我管理系統(tǒng),為了37Lack的種群調(diào)節(jié)觀點(diǎn):影響鳥(niǎo)類密度制約性死亡的動(dòng)因主要有三個(gè):食物短缺、捕食和疾病,食物是決定性的,主要作用于幼鳥(niǎo)。尼科里斯基的觀點(diǎn):當(dāng)食物豐富時(shí),魚(yú)類的生長(zhǎng)加速,性成熟提前,首次參加繁殖的組年齡變小,同樣大小的個(gè)體的出生率提高;成魚(yú)攝食本種幼魚(yú)的比例減少;幼魚(yú)的生命力增強(qiáng),死亡率降低;遲到產(chǎn)卵場(chǎng)的、比較年輕的雌魚(yú)的受精卵質(zhì)量提高。Lack的種群調(diào)節(jié)觀點(diǎn):影響鳥(niǎo)類密度制約性死亡的動(dòng)因主要有三38米爾恩的觀點(diǎn):密度制約和非密度制約因素都具有決定種群密度的作用,只是前者在種群高密度區(qū)起作用,而后者在種群低密度區(qū)起作用。赫夫克和梅辛杰的觀點(diǎn):調(diào)和學(xué)派非密度制約作用密度制約作用環(huán)境有利環(huán)境不利米爾恩的觀點(diǎn):調(diào)和學(xué)派非密度制約作用密度制約作用環(huán)境有利環(huán)境39自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)派的三個(gè)共同特點(diǎn):自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)派強(qiáng)調(diào)種群調(diào)節(jié)的內(nèi)源性因素;注重種群內(nèi)個(gè)體質(zhì)的差異。種群密度自身影響本種群各種特征和參數(shù)。種群的自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)是建立在種群內(nèi)部的負(fù)反饋理論的基礎(chǔ)上。種群自動(dòng)調(diào)節(jié)是各物種所具有的適應(yīng)性特征,它對(duì)于種內(nèi)成員整體來(lái)說(shuō),能帶來(lái)進(jìn)化上的利益。自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)派自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)派的三個(gè)共同特點(diǎn):自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)派40
社群等級(jí)和領(lǐng)域性等社群行為限制了生境中的動(dòng)物數(shù)量,把剩余的個(gè)體從適宜生境排擠出去,使之成為“游蕩的儲(chǔ)存者”(floatingreservior)或者剩余部分(surplus)。這部分個(gè)體不能進(jìn)行繁殖,或者繁殖行為受到具領(lǐng)域者的限制,或者缺乏營(yíng)巢繁殖場(chǎng)所。這部分個(gè)體由于缺乏保護(hù)條件,也最容易受捕食、疾病、不良天氣條件所侵害,死亡率較高。種群的上述社群行為限制了種群的增長(zhǎng),并且這種作用是密度制約的。行為調(diào)節(jié)——溫·愛(ài)德華(Wyune-Edwards)學(xué)說(shuō)社群等級(jí)和領(lǐng)域性等社群行為限制了生境中的動(dòng)物數(shù)量,把剩41對(duì)行為調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)的批評(píng):在鳥(niǎo)類方面,與Lack的觀點(diǎn)針?shù)h相對(duì);群體選擇論的反對(duì)者認(rèn)為選擇都是通過(guò)個(gè)體而進(jìn)行的。對(duì)行為調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)的批評(píng):42內(nèi)分泌調(diào)節(jié)——克里斯琴(Christian)學(xué)說(shuō)
激素分泌的反饋調(diào)節(jié)機(jī)制對(duì)種群調(diào)節(jié)起決定作用。嚙齒類崩潰種群的尸體:低血糖、肝萎縮、脂肪沉積、腎上腺肥大、淋巴組織退化。塞利的適應(yīng)性綜合癥(adaptivesyndorome):驚恐(alarm):有機(jī)體進(jìn)入體溫下降、血糖水平不規(guī)律、神經(jīng)功能阻抑等休克狀態(tài);防衛(wèi)(defense):有機(jī)體恢復(fù)到出現(xiàn)驚恐前的狀態(tài);衰竭(exhaustion):有機(jī)體完全損失前一階段獲得的適應(yīng)能力。內(nèi)分泌調(diào)節(jié)——克里斯琴(Christian)學(xué)說(shuō)
激素分泌的43社群壓力→下丘腦→腦下垂體前葉生長(zhǎng)激素減少→生長(zhǎng)代謝障礙→低血糖休克病/抗體減少,對(duì)疾病及外界刺激抵抗力降低→死亡率增加;促腎上腺皮質(zhì)激素增加→皮質(zhì)激素增多→抗體減少→對(duì)疾病及外界刺激抵抗力降低→死亡率增加;促腎上腺皮質(zhì)激素增加→生殖器官和血細(xì)胞障礙→出生率下降;促性激素減少→性激素減少/生殖細(xì)胞成熟減少→出生率下降;社群壓力→下丘腦→腦下垂體前葉44對(duì)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)的批評(píng):籠養(yǎng)密度在自然條件下不大可能達(dá)到;野外調(diào)查結(jié)果不十分一致;僅適用于獸類,對(duì)其它類群是否適用還不清楚;是否錯(cuò)誤的將已經(jīng)死亡的個(gè)體(而不是死亡前的個(gè)體)作為采血對(duì)象;密度的影響往往具有時(shí)滯。對(duì)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)的批評(píng):45遺傳調(diào)節(jié)
自然選擇對(duì)遺傳多態(tài)間選擇壓力的差異在種群調(diào)節(jié)中起決定作用。福特(Ford,1931)觀點(diǎn):自然選擇寬松情況下,種內(nèi)變異增加,遺傳質(zhì)量差的個(gè)體也能存活,死亡率降低,種群密度增加;條件恢復(fù)正常后,低質(zhì)個(gè)體被淘汰,死亡率增加,種群密度降低。遺傳調(diào)節(jié)
自然選擇對(duì)遺傳多態(tài)間選擇壓力的差異在種群調(diào)節(jié)中起決46奇蒂(Chitty)學(xué)說(shuō)基因型A:適于高密度的種群,繁殖力低,高進(jìn)攻性,有外遷傾向?;蛐虰:適于低密度的種群,繁殖力高,較低的進(jìn)攻性,有留居傾向。種群數(shù)量增加→選擇有利于基因型A→相互進(jìn)攻,生殖減少,死亡增加,部分遷出→種群數(shù)量降低→選擇有利于基因型B→相互容忍,繁殖力高,留居→種群數(shù)量增加。奇蒂(Chitty)學(xué)說(shuō)47對(duì)遺傳調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)的批評(píng):適用于獸類以外的一些類群,如昆蟲(chóng);至今未找到遺傳多樣性隨種群密度高低而作有規(guī)律變化的有利證據(jù);不易說(shuō)明種群遺傳組成變化與外因中食物限制的關(guān)系。對(duì)遺傳調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)的批評(píng):48種群調(diào)節(jié)的新理論種群調(diào)節(jié)與種群限制密度制約與生活周期多衡點(diǎn)(multiplestablepoints)種群調(diào)節(jié)的新理論種群調(diào)節(jié)與種群限制49種群調(diào)節(jié)與種群限制限制過(guò)程使種群數(shù)量減少或不致出現(xiàn)過(guò)渡上升;調(diào)節(jié)過(guò)程是當(dāng)種群偏離平衡密度時(shí)使種群回到平衡密度。氣候?qū)W派討論的是種群限制和限制因素問(wèn)題;生物學(xué)派討論的是種群調(diào)節(jié)和調(diào)節(jié)因素問(wèn)題。種群調(diào)節(jié)與種群限制50密度制約與生活周期昆蟲(chóng)中,密度制約性調(diào)節(jié)多出現(xiàn)在幼蟲(chóng)期,密度制約性死亡原因中,近一半屬于對(duì)食物的競(jìng)爭(zhēng);其次為捕食和擬寄生,僅極少種群受社群關(guān)系的作用。
魚(yú)類密度制約性死亡主要出現(xiàn)在幼魚(yú)早期,而成體期則是非密度制約性的。對(duì)于魚(yú)類密度制約性死亡率變動(dòng)的原因目前了解不多,一般認(rèn)為食物條件和捕食兩個(gè)因素最重要。密度制約與生活周期51鳥(niǎo)類密度制約性死亡主要出現(xiàn)在幼鳥(niǎo)晚期,主要原因?yàn)槭澄锒倘焙皖I(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)。小型獸類密度制約性死亡主要出現(xiàn)在脫離母體而獨(dú)立生活的幼體晚期,主要原因?yàn)榭臻g和社群行為。大型獸類早期幼體死亡率和雌體出生率是密度制約性的,食物可能為主要因素。鳥(niǎo)類密度制約性死亡主要出現(xiàn)在幼鳥(niǎo)晚期,主要原因?yàn)槭澄锒倘焙皖I(lǐng)52多衡點(diǎn)(multiplestablepoints)較低密度下,種群有一個(gè)平衡點(diǎn),它受捕食者調(diào)節(jié);當(dāng)種群脫離捕食者控制而達(dá)到非常高的密度時(shí),則出現(xiàn)另外一個(gè)平衡點(diǎn),它受食物因子的調(diào)節(jié)。多衡點(diǎn)(multiplestablepoints)53結(jié)束語(yǔ)(Sinclair)在未來(lái)研究中更需注意慎重應(yīng)用術(shù)語(yǔ),尤其是種群調(diào)節(jié)與種群限制的區(qū)別。大多數(shù)動(dòng)物類群的密度制約性出現(xiàn)在生活史中那些階段仍然是不清楚的。要更多注意導(dǎo)致密度制約性的原因,尤其是魚(yú)類種群,較稀有昆蟲(chóng),捕食者對(duì)鳥(niǎo)獸種群的影響。要注意是單因子還是多因子的調(diào)節(jié),如果是多因子的,各因子間是協(xié)同,對(duì)抗,還是順序性的。結(jié)束語(yǔ)(Sinclair)在未來(lái)研究中更需注意慎重應(yīng)用術(shù)語(yǔ),54研究己開(kāi)始證明,調(diào)節(jié)強(qiáng)度不是不變的,既有時(shí)間順序上的變化,也有空間變化,有局域的也有全域的,對(duì)于這些問(wèn)題,我們幾乎毫無(wú)所知。更缺少直接干擾種群的試驗(yàn)研究。盡管有關(guān)種群調(diào)節(jié)的知識(shí)還很不足,但我們已經(jīng)有了一些概括性的、包括所有調(diào)節(jié)的近代觀點(diǎn)的模型。在未來(lái)研究中,更要注意曲線性的密度制約作用和多平衡點(diǎn)的原因和機(jī)制。研究己開(kāi)始證明,調(diào)節(jié)強(qiáng)度不是不變的,既有時(shí)間順序上的變化,也55思考題-名詞解釋
1.猖獗2.種群崩潰(populationcrash)3.生態(tài)入侵(ecologicalinvasion)4.尼科森的平衡學(xué)說(shuō)5.多衡點(diǎn)(multiplestablepoints)思考題-名詞解釋
1.猖獗56思考題-問(wèn)答題
1.邏輯斯諦模型的假設(shè)。2.邏輯斯諦方程生物學(xué)含義。3.邏輯斯諦增長(zhǎng)曲線的五個(gè)時(shí)期。4.邏輯斯諦增長(zhǎng)模型的評(píng)價(jià)。5.氣候?qū)W派早期的主要觀點(diǎn)。6.自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)派的三個(gè)共同特點(diǎn)。7.簡(jiǎn)述溫·愛(ài)德華(Wyune-Edwards)學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容。8.對(duì)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)的批評(píng)主要有那些方面?9.種群調(diào)節(jié)與種群限制的主要區(qū)別是什么?思考題-問(wèn)答題
1.邏輯斯諦模型的假設(shè)。57第五章種群增長(zhǎng)種群增長(zhǎng)模型自然種群數(shù)量變動(dòng)種群調(diào)節(jié)思考題第五章種群增長(zhǎng)種群增長(zhǎng)模型思考題58種群數(shù)量在時(shí)間過(guò)程中的動(dòng)態(tài)種群數(shù)量在時(shí)間過(guò)程中的動(dòng)態(tài)59第一節(jié)種群增長(zhǎng)模型種群的離散增長(zhǎng)模型(差分方程)種群的連續(xù)增長(zhǎng)模型(微分方程)具時(shí)滯的種群增長(zhǎng)模型種群增長(zhǎng)的隨機(jī)模型第一節(jié)種群增長(zhǎng)模型種群的離散增長(zhǎng)模型(差分方程)60數(shù)學(xué)模型研究中,生態(tài)學(xué)工作者最感興趣的不是特定公式的數(shù)學(xué)細(xì)節(jié),而是模型的結(jié)構(gòu),因此,我們的注意力應(yīng)首先集中于數(shù)學(xué)模型中各個(gè)量的生物學(xué)意義,而不是其數(shù)學(xué)推導(dǎo)細(xì)節(jié),否則就會(huì)出現(xiàn)只見(jiàn)“數(shù)目”,不見(jiàn)“森林”的危險(xiǎn)。第五章種群增長(zhǎng)課件61一、種群的離散增長(zhǎng)模型(差分方程)增長(zhǎng)率不變的離散增長(zhǎng)模型增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的離散增長(zhǎng)模型一、種群的離散增長(zhǎng)模型(差分方程)增長(zhǎng)率不變的離散增長(zhǎng)模型62模型的假設(shè):1)種群增長(zhǎng)是無(wú)界的;2)世代不重疊;3)沒(méi)有遷入、遷出;4)沒(méi)有年齡結(jié)構(gòu)。(一)增長(zhǎng)率不變的離散增長(zhǎng)模型模型的假設(shè):(一)增長(zhǎng)率不變的離散增長(zhǎng)模型63種群幾何級(jí)數(shù)(指數(shù))增長(zhǎng)模型Nt=N0λtt世代的種群數(shù)量初始種群數(shù)量周限增長(zhǎng)率(世代增長(zhǎng)率)世代數(shù)Nt+1=Ntλt+1世代的種群數(shù)量N1=N0
λ1;N2=N0λ2N3=N0
λ3種群幾何級(jí)數(shù)(指數(shù))增長(zhǎng)模型Nt=N0λtt世代的種64模型的參數(shù)λ:λ>1:種群上升;λ=1:種群穩(wěn)定;0<λ<1:種群下降;λ=0:種群在下一世代滅亡。模型的參數(shù)λ:65模型的假設(shè):種群在有界的環(huán)境中增長(zhǎng),存在一個(gè)平衡點(diǎn)(Neq)由此平衡點(diǎn)每偏離1個(gè)個(gè)體,增長(zhǎng)率λ就減少或增加B倍。
λ=1.0-B(Nt-Neq)(二)增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的離散增長(zhǎng)模型種群密度N種群增長(zhǎng)率λλ=1.0-B(Nt-Neq)平衡點(diǎn)λep=1.0模型的假設(shè):(二)增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的離散增長(zhǎng)模型種群密66數(shù)學(xué)模型:Nt+1=λNt=[1.0-B(Nt-Neq)]Nt模型行為(May,1974):0<BNeq<1:平滑趨向平衡點(diǎn);1<BNeq<2:向平衡點(diǎn)逐漸減幅振蕩;2<BNeq<2.57:無(wú)限而穩(wěn)定的周期性振蕩;BNeq>2.57:無(wú)規(guī)則地混亂振蕩。數(shù)學(xué)模型:67二、種群的連續(xù)增長(zhǎng)模型(微分方程)增長(zhǎng)率不變的連續(xù)增長(zhǎng)模型增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的連續(xù)增長(zhǎng)模型二、種群的連續(xù)增長(zhǎng)模型(微分方程)增長(zhǎng)率不變的連續(xù)增長(zhǎng)模型68增長(zhǎng)率不變的連續(xù)增長(zhǎng)模型
模型的假設(shè):1)種群增長(zhǎng)是無(wú)界的;2)世代有重疊,種群數(shù)量以連續(xù)的方式改變;3)沒(méi)有遷入、遷出;4)沒(méi)有年齡結(jié)構(gòu)。增長(zhǎng)率不變的連續(xù)增長(zhǎng)模型
模型的假設(shè):69dN/dt=rNNt=N0ert種群變化率瞬時(shí)增長(zhǎng)率
種群個(gè)體數(shù)量瞬時(shí)增長(zhǎng)率(每員增長(zhǎng)率)時(shí)間t處的種群個(gè)體數(shù)間隔或世代長(zhǎng)度初始時(shí)的種群個(gè)體數(shù)量種群的指數(shù)增長(zhǎng)模型dN/dt=rNNt=N0ert種群瞬時(shí)增長(zhǎng)率種群個(gè)體數(shù)量70瞬時(shí)增長(zhǎng)率r與周限增長(zhǎng)率λ之間的關(guān)系r=lnλλ=er模型的行為:rλ種群變化r>0λ>1種群上升r=0λ=1種群穩(wěn)定r<00<λ<1種群下降r=-∞λ=0種群滅亡瞬時(shí)增長(zhǎng)率r與周限增長(zhǎng)率λ之間的關(guān)系rλ種群變化r>0λ71增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的連續(xù)增長(zhǎng)模型
——邏輯斯諦模型(Logisticmodel)模型的假設(shè):存在一個(gè)環(huán)境條件所允許的最大種群值,稱為環(huán)境容納量(K)。使種群增長(zhǎng)率降低的影響是最簡(jiǎn)單的,即其影響隨著密度上升而逐漸地、按比例地增加。即,種群中每增加一個(gè)個(gè)體就對(duì)增長(zhǎng)率降低產(chǎn)生1/K的影響,或者說(shuō),每一個(gè)個(gè)體利用了l/K的空間,若種群中有N個(gè)個(gè)體,就利用了N/K的空間,而可供繼續(xù)增長(zhǎng)的剩余空間就只有(1-N/K)了。增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的連續(xù)增長(zhǎng)模型
——邏輯斯諦模型(Lo72K邏輯斯諦增長(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/KtNtK邏輯斯諦增長(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1-73邏輯斯諦增長(zhǎng)模型(微分方程)dN/dt=Nr(1-N/K)
種群個(gè)體數(shù)量瞬時(shí)增長(zhǎng)率種群變化率環(huán)境容納量當(dāng)比率增加時(shí),種群增長(zhǎng)變慢邏輯斯諦增長(zhǎng)模型(微分方程)dN/dt=Nr(1-N/K)74邏輯斯諦方程生物學(xué)含義:邏輯斯諦方程微分式的基本結(jié)構(gòu)與指數(shù)增長(zhǎng)方程相同,但增加了一個(gè)修正項(xiàng)(1-N/K)。指數(shù)增長(zhǎng)方程所描述的種群增長(zhǎng)是無(wú)界的,或可供種群不斷增長(zhǎng)的“空間”是無(wú)限大的,是沒(méi)有任何限制的。而修正項(xiàng)(1-N/K)所代表的生物學(xué)含義是“剩余空間”(residualspace)或稱未利用的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)(unutilizedopportunity)。即:種群尚未利用的,或?yàn)榉N群可利用的最大容納量空間中還“剩余”的、可供種群繼續(xù)增長(zhǎng)用的空間(或機(jī)會(huì))。對(duì)修正項(xiàng)(1-N/K)的分析邏輯斯諦方程生物學(xué)含義:75對(duì)修正項(xiàng)(1-N/K)的分析:如果種群數(shù)量N趨于零,那么(1-N/K)項(xiàng)就逼近于1,這表示幾乎全部K空間尚末被利用,種群接近于指數(shù)增長(zhǎng),或種群潛在的最大增長(zhǎng)能充分地實(shí)現(xiàn)。如果種群數(shù)量N趨向于K,那么(1-N/K)項(xiàng)就逼近于零,這表示幾乎全部K空間已被利用,種群潛在的最大增長(zhǎng)不能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)種群數(shù)量N,由零逐漸地增加到K,(1-N/K)項(xiàng)則由1逐漸地下降為零,這表示種群增長(zhǎng)的“剩余空間”逐漸變小,種群潛在最大增長(zhǎng)的可實(shí)現(xiàn)程度逐漸降低;并且,種群數(shù)量每增加一個(gè)個(gè)體,這種抑制性定量就是l/K。這種抑制性影響稱為擁擠效應(yīng)或環(huán)境阻力。種群增長(zhǎng)率=(種群潛在最大增長(zhǎng))×(最大增長(zhǎng)可實(shí)現(xiàn)程度)對(duì)修正項(xiàng)(1-N/K)的分析:76邏輯斯諦增長(zhǎng)率變化曲線dN/dtdN/dt=Nr(1-N/K)Nk/20KrK/4邏輯斯諦增長(zhǎng)率變化曲線dN/dtdN/dt=Nr(1-N/K77邏輯斯諦增長(zhǎng)曲線的五個(gè)時(shí)期A開(kāi)始期B加速期C轉(zhuǎn)捩期D減速期E飽和期KDEBACtNtK/2邏輯斯諦增長(zhǎng)曲線的五個(gè)時(shí)期KDEBACtNtK/278一定條件下,自然種群在短期中可以出現(xiàn)邏輯斯諦增長(zhǎng),甚至指數(shù)增長(zhǎng);邏輯斯諦增長(zhǎng)以后,種群穩(wěn)定在K值,對(duì)于這方面,沒(méi)有充分的證據(jù)。相反,種群達(dá)到K值后仍有數(shù)量變動(dòng);“J”型和“S”型種群增長(zhǎng)只能代表2種典型情況;提供了有關(guān)種群增長(zhǎng)的某些機(jī)制;沒(méi)有考慮時(shí)滯對(duì)種群增長(zhǎng)的影響;邏輯斯諦增長(zhǎng)模型的評(píng)價(jià)
一定條件下,自然種群在短期中可以出現(xiàn)邏輯斯諦增長(zhǎng),甚至指數(shù)增79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已成為生物進(jìn)化對(duì)策理論中的重要概念。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);80三、具時(shí)滯的種群增長(zhǎng)模型
增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的具時(shí)滯的離散增長(zhǎng)模型增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的具時(shí)滯的連續(xù)增長(zhǎng)模型三、具時(shí)滯的種群增長(zhǎng)模型
增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的具時(shí)滯的81增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的
具時(shí)滯的離散增長(zhǎng)模型模型的假設(shè):t世代的種群增長(zhǎng)率不依賴于t世代的密度,而依賴于(t-1)世代的密度。增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的
具時(shí)滯的離散增長(zhǎng)模型模型的假設(shè):82增長(zhǎng)模型(微分方程)Nt+1=Nt[1-B(Nt-1-Neq)]
t世代種群數(shù)量t+1世代種群數(shù)量種群平衡密度t-1世代種群數(shù)量
種群密度每偏離平衡密度一個(gè)個(gè)體對(duì)種群增長(zhǎng)率改變的比例增長(zhǎng)模型(微分方程)Nt+1=Nt[1-B(Nt-1-Neq83N0=10,B=0.011,Neq=100N0=10,B=0.011,Neq=10084梅(May,1954)和史密斯(Smith,1968)對(duì)模型的總結(jié):0<BNeq<0.25:種群表現(xiàn)為穩(wěn)定的平衡,不產(chǎn)生振蕩;0.25<BNeq<1.0:種群表現(xiàn)為減幅振蕩;BNeq>1.0:種群表現(xiàn)為周期性振蕩(穩(wěn)定的極限環(huán))或增幅振蕩。梅(May,1954)和史密斯(Smith,1968)對(duì)85增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的具時(shí)滯的連續(xù)增長(zhǎng)模型反應(yīng)時(shí)滯T數(shù)學(xué)模型:dN/dt=rN[1-N(t-T)/K]增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的具時(shí)滯的連續(xù)增長(zhǎng)模型反應(yīng)時(shí)滯T86模型的行為:0<rT<e-1:種群?jiǎn)握{(diào)地趨向一個(gè)平衡點(diǎn),或稱為單調(diào)的阻尼穩(wěn)定點(diǎn)(monotonicallydampedstablepoint);e-1<rT<π/2
:種群減幅振蕩并回到平衡水平,或稱為振蕩的阻尼穩(wěn)定點(diǎn)(oscillatorillydampedstablepoint);rT>π/2
:種群穩(wěn)定地周期循環(huán),或稱為穩(wěn)定極限環(huán)(stablelimitcycle);模型的行為:87曲線上的數(shù)字代表rT值,通常時(shí)滯越長(zhǎng),數(shù)量越不穩(wěn)定曲線上的數(shù)字代表rT值,通常時(shí)滯越長(zhǎng),數(shù)量越不穩(wěn)定88四、種群增長(zhǎng)的隨機(jī)模型種群大小雌體種群:N0=6,λ=2.0,產(chǎn)1個(gè)概率0.5,產(chǎn)3個(gè)概率0.5時(shí),經(jīng)過(guò)一個(gè)世代后種群數(shù)量的頻率分布四、種群增長(zhǎng)的隨機(jī)模型種群大小雌體種群:N0=6,λ=2.89第二節(jié)自然種群數(shù)量變動(dòng)入侵新的棲息地后,經(jīng)過(guò)種群增長(zhǎng)和建立起種群以后,一般存在的幾種可能:種群平衡(populationequilibrium);經(jīng)受不規(guī)則的波動(dòng)或起落(irregularfluctuation);規(guī)則的或周期性的波動(dòng)(regularorcyclicflutuation);種群衰落(populationdeline)和滅亡(populationextinction);第二節(jié)自然種群數(shù)量變動(dòng)入侵新的棲息地后,經(jīng)過(guò)種群增長(zhǎng)和建立90大發(fā)生或暴發(fā)(populationoutbreak):種群在短時(shí)間內(nèi)迅速增長(zhǎng),也稱為猖獗。種群崩潰(populationcrash):種群大發(fā)生后出現(xiàn)的大批死亡,種群數(shù)量急劇下降。生態(tài)入侵(ecologicalinvasion):某些生物,由于人類有意識(shí)或無(wú)意識(shí)地帶入某一適宜于其生存和繁衍的地區(qū),它的種群便不斷地增加,分布區(qū)便會(huì)逐步穩(wěn)定地?cái)U(kuò)展的過(guò)程。大發(fā)生或暴發(fā)(populationoutbreak):種群91第三節(jié)種群調(diào)節(jié)種群數(shù)量受天氣的強(qiáng)烈影響…...…氣候?qū)W派生物因子對(duì)種群調(diào)節(jié)起決定作用...生物學(xué)派種內(nèi)成員的異質(zhì)性………..…..自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)派社群的等級(jí)和領(lǐng)域性……..…..行為調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)激素分泌的反饋調(diào)節(jié)機(jī)制….內(nèi)分泌調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)遺傳多態(tài)…...…..遺傳調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)種群調(diào)節(jié)的新理論外源性調(diào)節(jié)內(nèi)源性調(diào)節(jié)第三節(jié)種群調(diào)節(jié)種群數(shù)量受天氣的強(qiáng)烈影響…...…氣候?qū)W派外92種群參數(shù)受天氣條件強(qiáng)烈影響;種群的數(shù)量大發(fā)生與天氣條件的變化明顯相關(guān);強(qiáng)調(diào)種群數(shù)量的變動(dòng),否認(rèn)穩(wěn)定性。安德列沃斯(Andrewartha)和伯奇(Birch)對(duì)薊馬的研究。氣候?qū)W派種群參數(shù)受天氣條件強(qiáng)烈影響;氣候?qū)W派93平衡學(xué)說(shuō)(Nicholson):種群是一個(gè)自我管理系統(tǒng),為了維持平衡,當(dāng)密度高時(shí),調(diào)節(jié)因素的作用必須更強(qiáng),當(dāng)密度低時(shí),調(diào)節(jié)因素的作用就減弱,因此調(diào)節(jié)種群密度的只能是密度制約因素。Smith的種群調(diào)節(jié)觀點(diǎn):種群的特征是既有穩(wěn)定性,也有連續(xù)變化。密度雖不斷變化,卻是圍繞著一個(gè)“特征密度”而變化。只有密度制約因素才能決定種群的平衡密度。生物學(xué)派平衡學(xué)說(shuō)(Nicholson):種群是一個(gè)自我管理系統(tǒng),為了94Lack的種群調(diào)節(jié)觀點(diǎn):影響鳥(niǎo)類密度制約性死亡的動(dòng)因主要有三個(gè):食物短缺、捕食和疾病,食物是決定性的,主要作用于幼鳥(niǎo)。尼科里斯基的觀點(diǎn):當(dāng)食物豐富時(shí),魚(yú)類的生長(zhǎng)加速,性成熟提前,首次參加繁殖的組年齡變小,同樣大小的個(gè)體的出生率提高;成魚(yú)攝食本種幼魚(yú)的比例減少;幼魚(yú)的生命力增強(qiáng),死亡率降低;遲到產(chǎn)卵場(chǎng)的、比較年輕的雌魚(yú)的受精卵質(zhì)量提高。Lack的種群調(diào)節(jié)觀點(diǎn):影響鳥(niǎo)類密度制約性死亡的動(dòng)因主要有三95米爾恩的觀點(diǎn):密度制約和非密度制約因素都具有決定種群密度的作用,只是前者在種群高密度區(qū)起作用,而后者在種群低密度區(qū)起作用。赫夫克和梅辛杰的觀點(diǎn):調(diào)和學(xué)派非密度制約作用密度制約作用環(huán)境有利環(huán)境不利米爾恩的觀點(diǎn):調(diào)和學(xué)派非密度制約作用密度制約作用環(huán)境有利環(huán)境96自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)派的三個(gè)共同特點(diǎn):自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)派強(qiáng)調(diào)種群調(diào)節(jié)的內(nèi)源性因素;注重種群內(nèi)個(gè)體質(zhì)的差異。種群密度自身影響本種群各種特征和參數(shù)。種群的自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)是建立在種群內(nèi)部的負(fù)反饋理論的基礎(chǔ)上。種群自動(dòng)調(diào)節(jié)是各物種所具有的適應(yīng)性特征,它對(duì)于種內(nèi)成員整體來(lái)說(shuō),能帶來(lái)進(jìn)化上的利益。自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)派自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)派的三個(gè)共同特點(diǎn):自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)派97
社群等級(jí)和領(lǐng)域性等社群行為限制了生境中的動(dòng)物數(shù)量,把剩余的個(gè)體從適宜生境排擠出去,使之成為“游蕩的儲(chǔ)存者”(floatingreservior)或者剩余部分(surplus)。這部分個(gè)體不能進(jìn)行繁殖,或者繁殖行為受到具領(lǐng)域者的限制,或者缺乏營(yíng)巢繁殖場(chǎng)所。這部分個(gè)體由于缺乏保護(hù)條件,也最容易受捕食、疾病、不良天氣條件所侵害,死亡率較高。種群的上述社群行為限制了種群的增長(zhǎng),并且這種作用是密度制約的。行為調(diào)節(jié)——溫·愛(ài)德華(Wyune-Edwards)學(xué)說(shuō)社群等級(jí)和領(lǐng)域性等社群行為限制了生境中的動(dòng)物數(shù)量,把剩98對(duì)行為調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)的批評(píng):在鳥(niǎo)類方面,與Lack的觀點(diǎn)針?shù)h相對(duì);群體選擇論的反對(duì)者認(rèn)為選擇都是通過(guò)個(gè)體而進(jìn)行的。對(duì)行為調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)的批評(píng):99內(nèi)分泌調(diào)節(jié)——克里斯琴(Christian)學(xué)說(shuō)
激素分泌的反饋調(diào)節(jié)機(jī)制對(duì)種群調(diào)節(jié)起決定作用。嚙齒類崩潰種群的尸體:低血糖、肝萎縮、脂肪沉積、腎上腺肥大、淋巴組織退化。塞利的適應(yīng)性綜合癥(adaptivesyndorome):驚恐(alarm):有機(jī)體進(jìn)入體溫下降、血糖水平不規(guī)律、神經(jīng)功能阻抑等休克狀態(tài);防衛(wèi)(defense):有機(jī)體恢復(fù)到出現(xiàn)驚恐前的狀態(tài);衰竭(exhaustion):有機(jī)體完全損失前一階段獲得的適應(yīng)能力。內(nèi)分泌調(diào)節(jié)——克里斯琴(Christian)學(xué)說(shuō)
激素分泌的100社群壓力→下丘腦→腦下垂體前葉生長(zhǎng)激素減少→生長(zhǎng)代謝障礙→低血糖休克病/抗體減少,對(duì)疾病及外界刺激抵抗力降低→死亡率增加;促腎上腺皮質(zhì)激素增加→皮質(zhì)激素增多→抗體減少→對(duì)疾病及外界刺激抵抗力降低→死亡率增加;促腎上腺皮質(zhì)激素增加→生殖器官和血細(xì)胞障礙→出生率下降;促性激素減少→性激素減少/生殖細(xì)胞成熟減少→出生率下降;社群壓力→下丘腦→腦下垂體前葉101對(duì)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)的批評(píng):籠養(yǎng)密度在自然條件下不大可能達(dá)到;野外調(diào)查結(jié)果不十分一致;僅適用于獸類,對(duì)其它類群是否適用還不清楚;是否錯(cuò)誤的將已經(jīng)死亡的個(gè)體(而不是死亡前的個(gè)體)作為采血對(duì)象;密度的影響往往具有時(shí)滯。對(duì)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)的批評(píng):102遺傳調(diào)節(jié)
自然選擇對(duì)遺傳多態(tài)間選擇壓力的差異在種群調(diào)節(jié)中起決定作用。福特(Ford,1931)觀點(diǎn):自然選擇寬松情況下,種內(nèi)變異增加,遺傳質(zhì)量差的個(gè)體也能存活,死亡率降低,種群密度增加;條件恢復(fù)正常后,低質(zhì)個(gè)體被淘汰,死亡率增加,種群密度降低。遺傳調(diào)節(jié)
自
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