第5章、種群和群落生態(tài).ppt

1、第五章、種群系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),第一節(jié)、種群的概念,種群（population）：種群是物種在自然界中存在的基本單位。從生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)看，種群又是生物群落的基本組成單位。 種群生態(tài)學(xué)研究種群的數(shù)量、分布及種群與其棲息環(huán)境中的非生物因素和其它生物種群（例如，捕食者與獵物、寄生物和宿主等）的相互作用。,種群概念的應(yīng)用，既抽象，也可具體。 舉例：如某塊森林中的梅花鹿種群。華南虎種群。 中國(guó)的人口（種群）,種群的內(nèi)分布型,均勻型 隨機(jī)型 集群型,第二節(jié)、種群的動(dòng)態(tài),種群的動(dòng)態(tài)是種群生態(tài)學(xué)的核心問(wèn)題。 種群的數(shù)量或密度 種群的分布 種群數(shù)量變動(dòng)和擴(kuò)散遷移 種群調(diào)節(jié),1.種群的密度和分布,密度（density）數(shù)目（

2、mumber） 數(shù)量統(tǒng)計(jì)：最直接的統(tǒng)計(jì)方法是計(jì)數(shù)種群中的每一個(gè)體。 植物：數(shù)量、取樣,特征指標(biāo)測(cè)定 動(dòng)物：標(biāo)志重捕法,在調(diào)查地上，捕獲一部分個(gè)體進(jìn)行標(biāo)志后釋放，經(jīng)過(guò)一定期限進(jìn)行重捕。根據(jù)重捕取樣中標(biāo)志比例與樣地總數(shù)中標(biāo)志比例相等的假定，來(lái)估計(jì)樣地中補(bǔ)調(diào)查動(dòng)物的總數(shù)，即： N:M=n:m N=M n/m 式中：M 標(biāo)志數(shù) n 重捕個(gè)體數(shù) m 重捕中標(biāo)記數(shù) N 樣本上個(gè)體總數(shù),種群統(tǒng)計(jì)的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)： 種群密度 出年率、死亡率、遷入遷出率 性別比、年齡分布、種群增長(zhǎng)率。,2.種群的增長(zhǎng)模型,a.與密度無(wú)關(guān)的種群增長(zhǎng)模型 （指數(shù)增長(zhǎng)） 種群在“無(wú)限”的環(huán)境中，即假定環(huán)境中空間，食物等資源是無(wú)限的，因而其

3、增長(zhǎng)率不隨種群本身的密度而變化，這類增長(zhǎng)通常呈指數(shù)式增長(zhǎng)，可稱為密度無(wú)關(guān)的增長(zhǎng)（density-independent growth，或譯為非密度制約性增長(zhǎng)）。,種群離散增長(zhǎng)模型 Nt+1=Nt 或 Nt=Not 式中： N種群大小 t時(shí)間 種群的周限增長(zhǎng)率 將方程式Nt=Not兩側(cè)取對(duì)數(shù) lgNt=lgNo+tlg,是種群離散增長(zhǎng)模型中有用的量， 如1種群上升， =1種群穩(wěn)定， 01種群下降， =0雌體沒(méi)有繁殖，種群在下代中滅之。,種群連續(xù)增長(zhǎng)模型：dN/dt=rt r每員增長(zhǎng)率（per capita growth rate） 其積分式為：Nt=Noert 如果r0種群上升， r=0種群穩(wěn)定

4、， r0種群下降。,b. 與密度有關(guān)的種群增長(zhǎng)模型 （邏輯斯蒂增長(zhǎng)） 具密度效應(yīng)的種群連續(xù)增長(zhǎng)模式，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（通常以K表示），當(dāng)Nt=k時(shí)，種群為零增長(zhǎng)，即dN/dt=0;增長(zhǎng)率隨密度上升而降低的變化，是按比例的。,最簡(jiǎn)單的是每增加一個(gè)個(gè)體，就產(chǎn)生1/K的抑制影響。例如K=100，每增長(zhǎng)一個(gè)個(gè)體，產(chǎn)生0.01影響，或者說(shuō)，每一個(gè)體利用了1/K的“空間”，N個(gè)體利用了N/K“空間”，而可供種群繼續(xù)增長(zhǎng)的“剩余空間”只有（1-N/K）。按此兩點(diǎn)假設(shè)，種群增長(zhǎng)將不再是“J”字型，而是“S”型?！癝”型曲線有兩個(gè)特點(diǎn)：曲線漸近于K值，即平衡密度；曲線上升是平滑

5、的。,“S”型曲線的數(shù)學(xué)模型： 此即生態(tài)學(xué)發(fā)展史中著名的Logistic方程，其積分式為： 式中：a參數(shù)，其值決定于N0，是表示曲對(duì)原點(diǎn)的相對(duì)位置的。,Logistic曲線常分為5個(gè)時(shí)期：開(kāi)始期，也可稱為潛伏期，由于種群個(gè)體數(shù)很少，密度增長(zhǎng)緩慢；加速期，隨個(gè)體數(shù)增加，密度增長(zhǎng)逐漸加快；轉(zhuǎn)折期，當(dāng)個(gè)體數(shù)達(dá)到飽和密度一半（即K/2時(shí)），密度增長(zhǎng)最快；減速期，個(gè)體數(shù)超過(guò)K/2以后，密度增長(zhǎng)逐漸變漫；飽和期，種群個(gè)體數(shù)達(dá)到K值而飽和。,環(huán)境抑制效應(yīng),Logistic方程的兩個(gè)參數(shù)r和K，均具有重要的生物學(xué)意義。 r表示物種的潛在增殖能力 r增長(zhǎng)型物種：高繁殖率、高死亡率，低哺育投入； K表示環(huán)境容納量

6、 K增長(zhǎng)型物種：低出生率、低死亡率，高哺育投入；,Logistic方程的重要意義：它是許多兩個(gè)相互作用種群模型的基礎(chǔ)；它是漁撈、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；模型中兩個(gè)參數(shù)r、K，已成為生物進(jìn)化對(duì)策理論中的重要概念。,第三節(jié)、種群調(diào)節(jié),種群的數(shù)量變動(dòng)，反映著兩組矛盾的過(guò)程（出生和死亡，遷入和遷出）相互作用的綜合結(jié)果。 1氣候?qū)W派 種群參數(shù)受天氣條件強(qiáng)烈影響 2生物學(xué)派 生物學(xué)派主張捕食、寄生、競(jìng)爭(zhēng)等生物過(guò)程對(duì)種群調(diào)節(jié)起決定性作用。,3食物因素 4自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō) 上述學(xué)說(shuō)的研究焦點(diǎn)都集中于外源性因子，主張自動(dòng)調(diào)節(jié)的學(xué)者則將研究焦點(diǎn)放在動(dòng)物種群內(nèi)部 a 行為調(diào)節(jié) b 內(nèi)分泌調(diào)節(jié) c 遺傳調(diào)節(jié),復(fù)習(xí),1 分析種群的指數(shù)增長(zhǎng)與邏輯斯蒂增長(zhǎng)中環(huán)境效應(yīng)的強(qiáng)弱，隨著種群密度的增加種群能夠由指數(shù)增長(zhǎng)向邏輯斯蒂增長(zhǎng)轉(zhuǎn)變嗎？ 2