第二节 种群与群落

第二节种群与群落
一、生物种群
（一）种群的概念
每一个生物群都是由许多个体组成，这些个体占据着一定的分布区域，这些同类的个体就是种群。

种群是指在特定的时间空间内同种个体的集合。

种群由个体组成，但不是个体的简单相加，而是通过种内关系结合而成的整体，种内个体可以交配、繁殖，具有交换遗传信息的能力。

每个种群都有自己的特征，如出生率、死亡率、年龄结构和性比等，这些特征个体私不具备的。

一个种群有三大基本特征：
⑴空间特征种群具有的一定的分布区域和分布型式。

⑵数量特征种群数量随时间变动。

⑶遗传特征种群具有一定的遗传组成。

种群可大可小，大可以使超越国界的大型群体，小可以是池塘里的某一种鱼，甚至是实验室里的一种实验动物群。

（二）种群的特征
1、种群的密度
种群密度是指单位空间中的种群大小，通常以单位面积或单位体积中的个体数来表示。

在自然界，动物种群密度在数量上变动范围很大，如节肢动物在每平方米的土壤中可达数十万，田鼠每平方米最多几个，而鹿等大型哺乳动物可能每平方千米也不到一只。

2、种群分布型式
种群密度与种群个体的空间分布型式密切相关，种群分布型式一般可分为三种类型，即随机分布型、均匀分布型和集群分布型。

(补图形)
随机分布型指个体出现是随机的、偶然的、不固定的分布形式。

如潮间带（涨
潮时被潮水淹没，落潮时露出的地带）的小蚌蛤由海潮冲刷呈现这种分布；昆虫的幼虫在密度较低时也多呈随机分布。

均匀型分布是指种群内个体之间呈等距离分布。

均匀分布在自然界并不多见，它一般发生在分布上阻碍较小的环境，或者由于种内斗争势均力敌，多个体保持大小相似的生存小圈的情况，人工栽培的植物多呈此分布。

集群分布是指种群内个体常集合成一定数量的个体群。

这是最为常见的一种分布型式。

这种分布有利于种内个体自由交配、共同觅食、防止敌害等。

在昆虫、鱼类、鸟类、哺乳类中非常普遍。

人类也是集群分布型的典型。

3、种群年龄结构
种群年龄结构是指种群中个体的年龄分布情况，除了一年生的昆虫等一些短世代的动物不存在不同的年龄分布外，一般动物种群都有特定的年龄结构。

动物的一生可分为三个生态时期，即繁殖前期、繁殖期和繁殖后期。

幼年处于繁殖前期，老年处于繁殖后期。

不同动物三期长短比例可能很不相同，如现代人类的这三个期大致等长，且后期有延长的趋势。

而昆虫繁殖前期特别长，繁殖期短，繁殖后期不存在。

由于繁殖能力与年龄密切相关，繁殖能力仅限在繁殖期才具有，而死亡率在繁殖前期和繁殖后期更高，因此种群的年龄结构对种群的未来十分重要，分析种群年龄组成可以推测种群发展趋势。

如果一个种群具有大量幼体和少量老年个体，说明这个种群是迅速增长的高产种群；相反，如果种群中幼体较少，老年个体较多，说明这个种群是衰退的低产种群。

如果一个种群各个年龄级的个体数目几乎相同，或均匀递减。

出生率接近死亡率，这说明这个种群处在平衡状态，是正常稳定型种群。

种群的年龄结构常用年龄金字塔（年龄锥体）来表示。

4、种群的性比
种群的性比是指种群中雄性个体数与雌性个体数的比例，这也是推测种群未来发展趋势的一项指标。

自然界中，动物种群性比为1并不多见，普遍的是雌雄数量不等，这种性别数量不相等的现象对配偶和繁殖会产生影响。

对“一雄多雌”配偶的种群，如鹿群，只要有少量雄体就能维持种群的繁殖；对“一雌多雄”配偶的种群，如鸭群或鹞群中，雄性个体减少会影响种群繁殖能力；对“一雌一雄”配偶的种群，性比为1时，繁殖力最高。

对没有固定配偶关系得种群，以及对多数种群而言，磁体比例大，对提高繁殖力有利。

性比在不同年龄段有时会发生变化，如脊椎动物出生时，雄体常比雌体多，以后因雄体死亡数量多，性比就会改变。

啮齿动物出生时，性比近似为1，但3周后性比就变为1.4：1。

但人类和高等灵长类，性比始终近似为1。

5、出生率和死亡率
出生率和死亡率是动物种群最重要的特征之一。

出生率是指单位时间内产生的新个体数，出生率提高，种群会增大；死亡率是指单位时间内死亡的个体数，死亡率提高，种群会变小。

一个隔离种群，没有迁入和迁出，但出生率等于死亡率是，种群大小保持不变。

由于在实际工作中调查种群内的存活数量比调查死亡数量更方便和更有用，而存活和死亡是一种对立关系，死亡一个，存活数减少一个，一次厂通过测定存
活率来推算死亡率。

二者的关系是：存活率＋死亡率＝1。

6、存活曲线
存活曲线是用来表示一个种群在不同年龄段存活率变化的曲线。

一般以绝对年龄除以种群平均寿命而得到的相对年龄为横坐标，以存活率为纵坐标。

它能有效地比较不同种群在单位时间内的存活情况。

存活曲线可以划分为三种基本类型。

Ⅰ型――凸型存活曲线：这类动物幼年到中年的死亡率一直较低，存活率基本稳定，但进入老年后死亡率突然增加，存活率下降。

这说明种群内及大多数个体都能够达到或接近达到生理寿命。

果蝇和大型哺乳动物，包括人类的存活曲线属于此类。

Ⅱ型――对角线型存活曲线：曲线对角线直线下降，表示各年龄期的是腕力都相等或基本稳定，没有大幅度的改变。

水螅、某些鸟类、小型哺乳动物的存活曲线属于此类。

Ⅲ型――凹型存活曲线：表示幼体期死亡率很高，存活机会较小，但渡过此期后，死亡率就低了。

一些生命周期较短的小型动物，如鱼类、两栖类和寄生虫等的存活曲线属于此类。

三类存活曲线反映了三类不同的动物类型，实际自然情况下，动物的存活曲线一般不会这样典型、光滑，多数是介于两者之间或有某些变形。

存活曲线的形状与亲代对后代的保护机制有关，保护后代的动物，如大型哺乳动物的存活曲线，多呈凸型曲线；不保护后代的动物，如多数鱼类的存活曲线，多层凹型曲线，但鱼类能借助提高产卵量来补偿，以维持种群的生存。

二、生物群落
（一）生物群落的概念
群落是指一定时间内居住在一定空间范围内的生物种群的集合。

它包括植物、动物和微生物等各个物种的种群，共同组成生态系统中有生命的部分。

即生物群落＝植物群落＋动物群落＋微生物群落
生物群落上述的三个部分，从目前来看，植物群落学研究得最多，也最深入，群落学的一些基本原理多半是在植物群落学研究中获得的。

植物群落学主要研究植物群落的结构、功能、形成、发展以及与所处环境的相互关系。

目前已形成比较完整的理论体系。

动物群落学的研究比植物群落困难，起步也相对较晚，但对近代群落生态学做出重要贡献的一些原理，如中度干扰说对形成群落结构的意义，竞争压力对物种多样性的影响，形成群落结构和功能基础的物种之间的相互关系等许多重要生态学原理，多数是由动物学家研究开始，并与动物群落学的进展分不开。

最有效的群落生态学研究，应该是动物、植物和微生物群落的有机结合。

（二）生物群落的类型
地球上主要的群落类型有以下10种：
1、极地
包括北极和南极两个地带。

北极的浮冰和岛屿上有多种海鸟，数量很大，有时集成大群，此外还有白熊。

南极大部分地区为冰雪覆盖，是地球上最冷的大陆，生物种类贫乏，植物有藻类÷苔藓，动物有企鹅色害你干活在沿海浮冰上。

局部地区有不结冰的湖泊，里面有雨、虾和水生植物。

2、苔原
冻原又称苔原，出现在高纬度和高海拔的寒冷地区，分布于欧亚大陆和饿北美北部沿海地区，也包括北冰洋中的岛屿。

我国只有高山冻原，分布在长白山和阿尔泰山西部高山带。

冻原的优势植物是多年生灌木、苔草、禾草、苔藓和地衣，植被的高度一般只有几厘米。

冻原的典型动物有驯鹿、旅鼠、北极狐、北极黄鼠，在美洲还有麝香牛、雷鸟和雪枭。

3、针叶林
该类型分布横跨亚、欧和北美温带地区。

在我国主要分布于大兴安岭和阿尔泰山。

冬季严寒，夏季温暖湿润，年温差较大。

主要代表树种有云杉、冷杉和松。

林冠一般不茂密，林下灌木、苔藓、地衣较多。

代表动物有驼鹿、猞猁、紫貂、雪兔、狼獾、林莺、松鸡等。

大部分有季节迁徙现象。

4、温带草原
温带草原出现于中等程度干燥、较冷的大陆性气候地区。

这种草原在北美、南美和欧洲都有分布。

我国主要以内蒙古和大兴安岭以西的广大地区，向西逐渐过渡成荒漠。

植被分层简单，以多年生的禾本科草类占优势，其中以针茅属植物最为丰富，还有沙草科、豆科等植物。

有明显的季相变化。

代表动物有高鼻羚羊、野驴、骆驼以及小型的黄鼠、跳鼠、仓鼠等，北美草原上有草原犬鼠、长耳兔、草原松鸡等。

5、温带阔叶落叶林
指分布于温带湿润海洋地区的，由落叶双子叶植物所构成的落叶森林群落。

主要分布在西欧和中欧、北美的五大湖地区和大西洋沿岸以及我国东北南部和华北大部。

典型动物有鹿、獾、棕熊、野猪、狐、松鼠、野鸡、莺等，还有各种各样的昆虫。

这一带人类活动影响大，大多已开发为农田。

6、荒漠
分布在亚热带和温带（纬度30～40°之间）的副热带无风地区。

例如，南美西岸的智利和阿根廷，非洲的西海岸，南非荒漠，澳大利亚荒漠等。

最大的是连接亚洲的大沙漠，包括北非的撒哈拉沙漠、阿拉伯沙漠、中亚大沙漠和东亚大沙漠，后者包括我国的柴达木、准葛尔、塔里木、阿拉善等沙漠。

荒漠和半荒漠的年平均降雨量低于250㎜，季节性明显。

在荒漠群落中，植物是一些特别耐旱的超旱生植物，他们从生理和形态结构上适应旱生环境，叶面缩小或退化，以小枝和茎代行光合作用，如猪毛菜属、碱蓬属等。

荒漠中的动物，多数有冬季和夏季休眠以及贮存大量食物以备越冬的习性。

夜出性的种类所占比例较高。

代表动物在欧亚大陆荒漠有三趾跳鼠亚科、沙鼠科的啮齿类动物。

鸟类中有百灵、隼等；北美荒漠则有棉尾兔、更格尔鼠和小韦鼠等。

南美有美洲鸵鸟。

澳洲的荒漠上有袋鼠、袋鼹等。

7、热带草原
指分布于热带干燥地区，以喜高温、旱生的多年生草本植物占优势，并稀疏散布有耐旱、矮生乔木的植物群落。

散生在草原背景中的乔木矮生且多分枝，具大而扁平的伞形树冠，叶片坚硬，具典型旱生结构。

草本层以高约1米的禾本科植物占优势，亦具典型旱生结构。

藤本植物非常稀少，附生植物不存在。

该群落类型主要分布在非洲、南北美洲、澳洲和亚洲。

我国在云南干热河谷，海南岛北部，雷州半岛和台湾的西南部均有分布。

主要动物为大型食草动物，如羚羊、斑马、长颈鹿，其次为大型食肉动物，如狮子、猎豹等。

8、赤道雨林
分布在赤道及赤道两侧地带，包括南美的亚马逊河流域、非洲的刚河流域、亚洲的印尼、马来亚半岛南部、我国台湾南部、南海诸岛及云南西双版纳地区。

它是全球热量最丰富、雨量最充沛的地区，为生物群落提供了极有利的环境。

植物种类繁多，植物种类繁多，植株高大，典型植物是龙脑香科。

植物的大量果实为动物提供了丰富的饵料。

典型动物有大象、野牛、猿、猴、蟒蛇等。

9、海洋生物群落
海洋占地球面积70％。

海洋环境特点：海水有流动性；海洋有一定深度，平均深度3900米，不同深度有不同的压力；海洋温差比陆地小，最高表温不超过30℃，最低不低于0℃；海洋光线照射不同，500米以下无光，终年黑暗。

根据海洋的特点，海洋生物群落可分为三类：
①大洋群落不受00海岸影响，为开阔海面的生物群落，包括浮游生物、游泳生物和底栖生物。

②岩岸群落多为固着生活的无脊椎动物和藻类。

③泥沙岸群落主要是穴居和固着生物群落。

10、淡水生物群落
包括池塘、水库、江河、湖泊等，它属于非自主群落，营养源来自陆地，生产能力不如陆地和海洋群落高。

大湖和江河中主要生物类型有浮游生物、底栖生物、水生植物和鱼类、虾类等。

在淡水与陆地过渡地带和河口地带，结构复杂，生产力教高，有多种动、植物生活。

当前，这类群落受人类活动严重干扰。

（三）群落的演替
演替是一个群落为另一个群落所取代的过程，它是群落动态的一个最重要的特征。

演替导向稳定性，是群落生态学的一个首要的和共同的法则，并为自然科学做出重大贡献。

目前，依然是现代生态学的中心课题之一，是解决人类现在生态危机的基础，也是恢复生态学的理论基础。

顶极演替是美国学者Clements提出的，是指演替最终的成熟群落。

顶极群落的种类称为顶极种，彼此间在发展起来的环境中，很好地互相配合，它们能够
在群落内繁殖、更新，而且排斥新的种类，特别是可能成为优势的种类在群落中定居。

顶极群落无论在区系和结构上，以及它们相互之间的关系和与环境相互间的关系，都趋于稳定，演替顶极意味着一个自然群落中的一种稳定情况。