7第三章生物种群

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三：种内竞争(intracompetition)与自疏
1. 最后产量衡量法则（Law of constant final yield）
在一定范围内，当条件相同时，不管种群的密度如何，其 最后产量差不多都是一样。 Y=W*d=C Y为总产量，W为平均每株重，d为密度，C为常数。
生物学意义：在稀疏种群的每一个个体，都很容易获得资
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dN N KN rN 1 rN dt K K
r：内禀增长率；K：环境承载最大数 量
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r-选择 气候 多变，不确定，难以 预测
K-选择 稳定，较确定，可预测
死亡
存活数量
具灾变性，无规律， 非密度制约
幼体存活率低，总体 数量时间上变动大， 不稳定，远远低于K 多变，通常不紧张
普通生态学
第七讲 生物种群
思考题：

老鼠和大象在种群生存策略选择时具体有 哪些不同点？
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一：种群的生态对策
r-strategists (r-selection): where the environment is
very patchy and unpredictable, where the risk of mortality to any one individual is high, or where there is very little competition from other organisms, the optimum evolutionary “strategy” is to produce large numbers of small offspring.
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2.种间负相互作用 寄生(Parasitism)
指一个种（寄生者）寄居于另一个种（寄主）的体内 或体表，从而摄取寄主养分以维持生活，并对寄主造成危 害的现象。one organism consumes part of the blood or tissues of a host organism, often weakening and sometime killing it.
源和空间，生长状况好，构件多，生物量大；而在密度高的种 群中的个体，由于叶子相互重叠，根系在土壤交错，对光、水 和营养等竞争激烈，个体生长率降低，从而更合理地利用资源。
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2.-3/2自疏法则（the –3/2 self-thinning rule）
种内对资源的竞争不仅影响到植株生长发育，而且影响到植 株的存活率。在高密度的样方中，有些植株死亡了，于是种群出 现自疏现象。 W=Cdα α为常数。 lgW=lgC+αlgd。（W：自疏过程中存活 个体的平均株干重；d：种群密度）
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K-strategists (K-selection): species in more predictable and uniform environments with high levels of inter- and intraspecific competition are selected to produce fewer but larger offspring with greater competitive abilities.
一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质，对其 他植物产生直接或间接的影响。他感作用的物质包括乙烯、香 油精、酚及其衍生物、不饱和内脂、生物碱、配糖体等。
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他感作用的生态学意义：
• 农林业的生产和管理.如胁地现象就是由于他感作用使某些 作物、果树不宜连作造成的。如桃树根中发现扁桃甙，分解时 产生苯甲醛，严重毒害桃树的更新生长。 • 影响植物群落的种类组成。造成种类成分对群落的选择性 以及某种植物的出现引起另一类消退。
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捕食(Predation)
从广义来说，捕食指所有高一营养级的生物取食和伤害 低一营养级的生物的种间关系。One animal kills and consumes all or part of another animal. Predators may actually sustain the heath and abundance of the prey population.
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Antibiosis
Penicillin produced by fungi inhibits the growth of bacteria in the vicinity of fungi. 他感作用(Allelopathy,德国学者H.Molisch于1937年提出) chemicals that inhibit the germination, growth, or occurrence of other plants are referred to as allelochemicals, and the phenomenon as allelochemical antibiosis, or alleolopathy.
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Interspecific competition occurs
• Wherever two different species attempt to utilize the same resource when the resource is in limited supply. (exploitive/resource competition利用性/资源竞争） • When the resource is not short supply but the two species interfere with each other’s use of it. (interference competition干扰性竞争) •利用竞争：指一种生物所利用的资源对另一种生物来说也 非常重要，亦即两种生物同时竞争利用同一种资源。 •干扰竞争：指一种生物借助行为排斥另一种生物，使其得 不到资源。
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推论 • 在一个稳定的群落中，占据相同生态位的两个物种，其中 必定有一个物种终将被消灭； • 在一个稳定的群落中，没有任何两个物种是直接竞争者； • 群落是一个生态位分化的系统，种群之间趋于相互补充， 而不是直接的竞争。 生态隔离：因为竞争使两个物种分别占有不同的空间（地 理上分隔），或吃不同食物（食性上的特化），或其他生态习 性上的分隔（如运动时间的分隔），这通常称为生态隔离。它 可使两种之间形成平衡而共存。
• 引起植物群落演替的重要内在因素之一。在美国东部阔叶 林中的研究表明，黄桦（先锋树种）幼苗的根生长要受到糖槭 （顶极群落树种）幼苗的抑制，这种抑制是由于槭树根尖分泌 的一种物质造成的，在糖槭占据的地段，黄桦也很难更新，也 可能是这种克生物质造成的。
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竞争(Competition)
指两个或多个种群争夺同一对象的相互作用。A negative interaction between two species over resources. 对象：可能是食物、空间、光、矿质营养等。 结果：可能是两个种群形成协调的平衡状态；或者一个种群取 代另一个种群；或者 一个种群将另一个种群赶到别的空间中去，从而改变原生 态系统的生物种群结构。
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竞争排除原理(The cห้องสมุดไป่ตู้mpetitive exclusion principle)
Gause’s hypothesis: two species competing for the same resource cannot coexist indefinitely. One of the two species will eventually dominate.两个生态位完全相同的物种不可能同 时同地生活在一起，其中一个物种最终必将另一个物种完全排除。
种群数量变化和质量变化是种群动态过程的两个方面。两方 面的变化相辅相成，彼此影响，互为补充。 基因库：是指种群中全部个体的所有基因的总和。 个体的特性也就是表现型，是由基因型的特性和环境影响共 同作用所决定的。 就进化论而言，变异是自然选择的基础。
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自然选择的类型
作用于表现型特征的自然选择，按其选择结果分为： 稳定选择：环境条件对靠近种群数量性状正态分布线中间的那 些个体有利. 定向选择：对一侧“极端”个体有利； 分裂选择：对两侧“极端”的个体有利，而不利于中间。
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1.种间正相互作用
原始合作：指两个生物种群生活在一起，彼此都有所得，但 两者之间不存在依赖关系。如蟹与腔肠动物。 互利共生(Mutualism)：指两个生物种群生活在一起，相互 依赖，互相得益。如豆科植物与根瘤菌。
偏利共生(Commensalism)：指共生的两个物种，一方得利， 而对另一方无害。如双锯鱼与海葵。
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物种形成方式
• 异域性物种形成：
①一个种群在空间上分裂成两个 相互隔离的种群，每一个种群都沿 着自己的进化路线进行演变（生殖 隔离，大型食肉兽和鸟类）；
②少数个体从原种群分离出去， 到达他地，并经地理隔离和独立演 化而成新种，如啮齿类、灵长类、 昆虫等（r-对策）。
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• 邻域性物种形成：地理分布区相 邻，活动性少的生物，如植物、无 翅昆虫等； • 同域性物种形成：新物种起源于 一个占有单一生境的种群，或者起 源于一个种群的分布区域内。很少， 寄生生物。
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2.物种的形成与消亡
选择进化的关键阶段是物种的形成。关于物种起源问题， 目前最接受的是地理物种形成说(geographic theory of speciation)。据此说，物种形成大致分为三个步骤： 地理隔离
独立进化
生殖隔离机制的建立
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形成生殖隔离的因素很多，大致可以分为： 1 合子前隔离：（1）栖息地隔离；（2）时间隔离；（3）行 为隔离；（4）生殖器官隔离。 2 合子后隔离：（1）杂种不能生活或能力极弱；（2）杂种 不育；（3）F2代不育，或很多能力差的。
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关于领域性比较重要的概括性原理：
领域面积随领域占有者的体重而扩大； 食性品质的影响，食肉性种类的领域面积较同样体重的食草 性种类大； 领域行为和面积往往随生活史，尤其是繁殖节律而变化。
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4.种群的社会等级(social hierarchy)及分工 社会等级:指动物种群中各个动物的地位具有一定顺序的等 级现象。等级的数量和配置情况构成了种群的社会结构。社会 等级形成的基础是支配行为。社会等级的表现是个体地位的不 平等。
比较有规律，密度制约
幼体存活率高，时间上 稳定，通常临近K 经常保持紧张
种间、种 内竞争
选择倾向
寿命
最终结果
发育快；增长力高； 提前生育；体型小； 一次繁殖 短，通常少于一年
高繁殖力
发育延缓；竞争力高； 延迟生育；体型大；多 次繁殖 长，通常大于一年
高存活力
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二：种群的遗传与进化
1.自然选择
进化过程包括基因库的变化和基因组成表达的变化，引起这 些变化的原因是环境的选择压力对于种群内个体的作用。
英国生态学家J.L.Harper和White等对黑麦草和80多种植物 的自疏作用进行了测定，发现α为-3/2。
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3.隔离和领域性
种群中个体间或小群间产生隔离(isolation)或保持间隔 (spacing)可以减少对生存需求的竞争，对种群调节有重要的作 用。产生隔离的原因：一是个体之间竞争缺乏的资源；二是个 体间直接对抗。 某些生物种群的个体、配偶或者家族群常将它们活动局限 在一定的区域内，并加以保护，这块地方就叫领域(territory)。 领域性是保持个体或群之间间隔的积极机制。
蜂王 18
5.利他行为（altruism）
指一个个体牺牲自我而使社群整体或其他个体获得利益的 行为。
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四：种间关系(Interactions between species)
种间关系可分为三种类型：正相互作用+（一方得利或双 方得利）；负相互作用-（至少一方受害）；中性作用0（双 方无明显的影响）。
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捕食类型
•肉食：指食肉动物吃食草动物或其他食肉动物； •植食(herbivory)：动物以绿色植物营养体、种子和果实为食； •拟寄生(parasitoidism)：寄生昆虫常常把卵产在其他昆虫体内， 待卵孵化为幼虫以后便以寄主的组织为食，直到寄主死亡为止； •同种相残(cannibalism)：捕食者和猎物均属同一物种。