6第三章生物种群

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种群的衰落和灭亡 当种群长久处于生长不利条件下，或在人类过度捕猎、栖 息地破坏的情况下，其种群数量会出现持久性下降，即种群衰 落，甚至死亡。 种群平衡 种群较长期维持在几乎同一水平上，称为种群平衡。
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种群调节
种群调节作用 当种群数量偏离平衡水平上升或下降时，有一种使数量返 回平衡水平的作用，称为种群调节。影响种群调节的因素可以 回平衡水平的作用，称为种群调节。影响种群调节的因素可以 分为两类：密度制约和非密度制约因素，对种群的调节作用分 为密度制约作用和非密度制约作用。 •密度制约作用：与密度相关。生物种间的捕食、寄生、食物、 竞争等。 •非密度制约作用：包括温度、光照、风、降水等气候因素(陆 非密度制约作用：包括温度、光照、风、降水等气候因素( 域环境)。水的物理、化学特性的一系列因素(水域环境) 域环境)。水的物理、化学特性的一系列因素(水域环境)。 密度效应：在一定时间内，当种群的个体数目增加时，就 必定会出现邻接个体之间的相互影响，称为密度效应。
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种群调节理论
•气候学派：多以昆虫为研究对象，种群参数受天气条件影响。 气候学派：多以昆虫为研究对象，种群参数受天气条件影响。
•生物学派：主张捕食、寄生、竞争等生物过程对种群调节起决 生物学派：主张捕食、寄生、竞争等生物过程对种群调节起决 定作用。
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•自动调节学说 行为调节：动物社群行为是调节种群的一种机制。 行为调节：动物社群行为是调节种群的一种机制。 内分泌调节：当种群数量上升时，种内个体经受的种群压力 内分泌调节：当种群数量上升时，种内个体经受的种群压力 增加，影响激素的分泌，导致种群的增长得到抑制或停止， 从而又降低了种群压力。 遗传调节：种群密度增大时，种群内变异性增加，较差个体 遗传调节：种群密度增大时，种群内变异性增加，较差个体 保存，条件正常时，这些个体淘汰。
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三：繁殖成效
个体现时的繁殖输出与未来繁殖输出的总 和叫繁殖成效（reproductive effort） 1：繁殖价值 繁殖价值 = 当年生育力 + 余生中繁殖的期 望值
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2：亲本投资 有机体在生产子代，以及抚育和管护子代 时消耗的能量、时间和资源量称亲本投资 （parental investment） 3：繁殖成本（reproductive costs） 有机体在繁殖后代时对能量和资源的所有 消耗。
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7. 捕食在种群调节中的作用 prey
dN dt = ( r1 − k 1P ) N dP dt = ( − r 2 + k 2 N ) P
r1:the innate capacity for increase for the prey. K1:the ability of the prey to escape predators r2:the death rate of predators in the absence of prey; K2:measure the ability of the predator to catch prey
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逻辑斯谛方程的重要意义: 逻辑斯谛方程的重要意义: •是许多两个相互作用种群增长模型的基础； 是许多两个相互作用种群增长模型的基础； •是农业、林业、渔业等领域确立最大持续产量(maximum 是农业、林业、渔业等领域确立最大持续产量( sustained yield）的主要模型； yield）的主要模型； •模型中两个参数r、K已成为生物进化对策理论的重要概念。 模型中两个参数r 已成为生物进化对策理论的重要概念。
（a）减幅振荡； 减幅振荡；
（b）稳定极限周期； （c）混沌动态 稳定极限周期；
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由于环境条件的变化，生物种群具有不同的波动规律。 由于环境条件的变化，生物种群具有不同的波动规律。 一类是非周期性及少量的数量变动（如冻害）； ）；另一类是周 一类是非周期性及少量的数量变动（如冻害）；另一类是周 期性波动（包括季节性变动和年波动）。 期性波动（包括季节性变动和年波动）。 季节性波动主要是环境的季节性变化所引起的， 季节性波动主要是环境的季节性变化所引起的，如海洋 强光带的硅藻种群的季节变化。 强光带的硅藻种群的季节变化。 年变动主要是多年周期因素与种群间影响造成的。种群 年变动主要是多年周期因素与种群间影响造成的。 数量的年波动主要受种群环境条件的周年差别所控制； 数量的年波动主要受种群环境条件的周年差别所控制；另一 类主要受种群本身所控制。 类主要受种群本身所控制。
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二：生活史概述
一个生物从出生到死亡经历的全部过程称 为生活史（Life history）或生活周期（Life Cycle） 生活史为其遗传物质所决定，一般是不能 改变的，但受外界条件的影响，在一定范 围内某些性状具有可塑性。
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（1）个体大小：个体的大小与生活周期的 长短有很好的正相关性。 个体大的物种在异质性环境中更有可能保 持它的调节功能长久不变，更容易在适宜 的环境中长期占统治地位。 个体小的物种世代更新快，遗传异质性高， 生态适应幅度大，进化速度快。
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2.种群动态 2.种群动态
种群波动(population cycles)
指种群数量随时间的变化而上下摆动。 fluctuations of relatively constant period around a long-term mean population density. 种群的波动是由内因（生物内部的自动调节）和外因 （自然界的无机环境）不断变化而引起的。
普通生态学
第六讲 生物种群
一：种群的数量动态及调节
Population growth and demographic characteristics of populations 植物的调查统计与植物不同： •Biomass or basal area may be better to measure the abundance of species •A tree is a population of leaves or of buds connected by woody structures, with a high degree of central organization and integration. (leaf area index, LAI)
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种群暴发 具有不规则或周期性波动的生物都可能出现种群的暴发。 赤潮是种群暴发的典型例子。 生态入侵 由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜于其栖息 和繁衍的地区，种群不断扩大，分布区逐步稳定地扩展，这种 过程称为生态入侵（ecological invasion)。 过程称为生态入侵（ecological invasion)。
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一：种群数量动态及调节 1.种群增长的理论模型
Geometric (or exponential) growth(环境不受限制） 假定环境中的空间、食物等资源是无限的。 •Discrete, nonoverlapping generations(离散世代生物种 insect. Nt+1=R0Nt
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四：繁殖格局
1：一次繁殖和多次繁殖 只繁殖一次即死亡的生物 一生中能繁殖多次的生物 2：生活年限与繁殖 一次繁殖生物倾向于生活年限短；多次繁 殖生物倾向于生活年限长。
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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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Logistic growth(有限环境下的阻滞增长） 有限环境下的阻滞增长） 有限环境下的阻滞增长 1838年由Verhurst首次提出 (1-N/k) is the proportion of the dN N K−N = rN1 − = rN carrying capacity that dt K remains unused. K
dN dt = rN
N t = N 0e
rt
r: the natural rate of increase, is a parameter that incorporates both additions to the population and losses from the population.
Nt——the population size at generation t Nt+1—the population size at generation t+1 R0-—net reproductive rate
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• 重叠世代生物种群 Breeds continuously throughout the growing season of the year and made up of overlapping generations
predator
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猎物—捕食者的简单模型 猎物 捕食者的简单模型
dN dt dP dt = rN = − bP − α NP + β NP
该方程以第二和第三营养级， 特别是小型动物捕食关系为基础。
式中：N是猎物密度； r是猎物的内禀增长率； α为猎物与捕食者相遇被吃掉的几率； P是捕食者密度， b为捕食者的内禀增长率； Β是捕食者攻击效率（捕食能力）的测度。
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（2）生长与发育 生物体生物物质的增加，及生物细胞数量 的增加叫生长（growth） 伴随生长过程，生物体的结构和功能从简 单到复杂，从幼体形成一个与亲代相似的 性成熟的个体，这个总的转变过程叫发育 （development）
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（3）繁殖 有机体产生出与自己相似的后代叫繁殖。 （4）扩散 生物个体或繁殖体从一个生境转移到另一 个生境中。 植物扩散：可动性、传播因子、地形条件； 动物扩散：迁出、迁入、迁移。
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满足逻辑斯谛曲线增长的种群，通常应符合： 满足逻辑斯谛曲线增长的种群，通常应符合： • 具有稳定的年龄分布； 具有稳定的年龄分布； • 具有合适的单位测量种群密度； 具有合适的单位测量种群密度； • 种群密度与种群增长率之间存在线性关系（1/NdN/dt=r-r 种群密度与种群增长率之间存在线性关系（1/NdN/dt=rN/K）； N/K）； • 种群密度对增长率的影响是瞬时作用，而不存在任何时滞。 种群密度对增长率的影响是瞬时作用，而不存在任何时滞。