第2章种群的空间分布型及抽样(新)分析

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基础生态学各章小结

基础生态学各章小结

生态学各章小结0 绪论生态学是研究有机体与环境相互关系的科学。

环境包括非生物环境和生物环境。

生物环境分种内的和种间的,或种内相互作用和种间相互作用。

按生物组织划分,生态学家最感兴趣的研究对象是有机体(个体)、种群、群落和生态系统。

生态学是在很广泛的尺度上进行研究的。

现代生态学承认的尺度有空间尺度、时间尺度和组织尺度。

生态学研究的方法分为野外的、实验的和理论的三大类。

1 第一章环境的概念是对应于特定主体而言因此不同学科对环境的范围有不同的理解。

生物生活的环境,是指生物体周围影响该生物生存的全部因素。

环境可以分为大环境和小环境,大环境影响了生物的生存与分布,小环境直接影响到生物的生活,更受生态学研究重视。

生态因子是指环境要素中对生物起作用的因子。

环境中有多种多样的生态因子作用于生物。

每种因子不是孤立的、单独的存在,总是相互联系、相互制约综合性地对生物作用。

生态因子有主次之分,并非等价的,并有阶段性作用,有不可替代性和补偿性作用。

环境生态因子影响了生物的发育、生长、繁殖和生存,生物的存在又改变了生态环境。

最小因子定律指出低于某种生物的最小需要量的生态因子成为该生物生存的限制因子。

事实上,任何生态因子当接近或超过某种生物的耐受极限,而阻止生物生存、生长、繁殖或扩散时,都成为限制因子。

当一种生态因子在数量上或密度上的不足或过多,即当其接近或达到某种生物的耐受限度时,会影响该种生物的生存与分布。

生物的生态幅反映了生物对生态因子的耐受范围,通过生物驯化和维持体内环境稳定,可调和扩大生物对生态因子的耐受范围,提高适应能力。

2 第二章太阳辐射能到达地球表面,带来光和热,成为地球上的能量环境。

由于太阳高度角大小不同,地球轴心倾斜的位置、地面的海拔高度、朝向和坡度等不同,导致地球表面不同纬度、不同海拔、不同季节,太阳辐射的时间、强度及光质呈昼夜节律及年周期性变化。

地表温度差异的形成主要取决于太阳辐射量和地球表面水陆分布,地形变化及海拔高度等也产生了影响,使各地的温度日节律及年周期性变化有所不同。

生态学常用指标分析2

生态学常用指标分析2

m为均值,m=X
分析该种群空间分布特征??V为样本方差,V=S2
生物种群空间分布型的聚集度指标
m为均值,m=X V为样本方差,V=S2 m*= m +(V/m-1)
m*=2.6, 4.5, 7.8
生物种群空间分布型的聚集度指标
聚集指数 I = V/m -1
聚集度
I=-0.9;0.5;4.0
m*/m 接近1:随机分布; 小于1:规则分布; 大于1:集群分布
co=a/(sqrt(a+b)*sqrt(a+c));
cd=(a*d-b*c)/(sqrt((a+b)*(c+d)*(a+c)*(b+d)));
Matlab自编函数
1. function commsame=commsame(x1,x2)
2. a=0;b=0;c=0;d=0;
3. if length(x1)==length(x2)
Matlab自编函数
1. function a_shannon=calshannon(a)
2. for i=1:length(a),
3. if a(i)==0
4.
fprintf('错误,组份数量不应为零!\n');
5.
return;
6. end
7. i=i+1;
8. end
9. s=sum(a);
9. i=i+1; end
10. elseif printf('数据输入不完整!'); return;
11. end
12.s1=a/(a+b+c); cs=2*a/(2*a+b+c);

生态学实验报告

生态学实验报告

生态学试验报告 种群的空间格局分析原理:测定大面积范围内的植物种群数量,采取抽样估测的办法。

用一定面积的方框在研究样地范围内随机采样,采样的范围要尽量覆盖整个样地,然后对每个方框(样方)内出现的个体进行计数,然后采用方差/平均数比率判断植物的空间分布型。

目的:通过本实验,认识群落中不同种群个体在空间分布上表现出的不同类型,即随机分布、集群分布。

均匀分布。

学会用空间分布检验法判断种群空间格局类型。

方法与过程:1. 确定样地面积,采用1X1的样地2. 计数。

统计每一种植物出现的株数,记录在表。

3.数据处理。

对野外数据进行整理,采用检验指标方差/平均数比率,即S 2 /m 有30个样方,x i 为第i 个样方的种群个体数(i=1,2,3,……n ),m 为n 个样方的种群个体平均数,则种群的分散度S 2可以表达为:1-n m)-(x Si22∑=当S 2/m 显著小于1时,则种群分布格局为均匀分布;如果S 2/m =1则为随机分布;如果S 2/m 显著大小1,则为集群分布。

结果:经计算,S 2 =28.39556,m=3.7333, S 2 /m>1,属于成群分布出现成群分布的原因:1.环境资源分布不均匀,富饶与贫乏相嵌 2.植物传播种子方式使其以母株为扩散中心眉豆 样方号 1 2 3 4 5 6 7 8 个体数 5 0 2 10 2 3 2 4 样方号 9 10 11 12 13 14 15 16 个体数 3 2 3 3 4 1 1 2 样方号 17 18 19 20 21 22 23 24 个体数 12 1 1 3 5 10 6 1 样方号 25 26 27 28 29 30 个体数 2 5 8 5 2 4群落多样性分析目的及意义:通过常用的物种性指数及其测度方法的分析比较,了解各类指数的特点和生态意义;熟悉和掌握最常用的物种多样性指数—香农指数的计算方法;了解物种多样性指数在比较群落性质时存在的问题,认识在使用物种多样性指数分析群落时,如何解决可比性问题。

第二章 种群生态学

第二章 种群生态学

第二章种群生态学(P75)一、填空1、种群生态学的核心内容是,种群动态研究是研究。

2、自然种群具有、、三个基本特征。

3、生态学是研究以、、为中心的宏观生物学,主要研究、的组织层次,在自然等级系统中、被认为是属于比生态系统高一级的层次。

4、种群个体空间分布呈、、三种类型。

5、从生命表可获得、和三方面的信息。

5、种群的统计指标,大体可分为、和三类。

6、种群进化过程包括的变化和的变化。

7、Deevey曾将存活曲线分为Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型。

9、生命表可以分为和。

10、种群的年龄结构通常用来表示,可将种群分为、和三个基本类型。

11、种群的密度制约性增长呈“”型,用来表示,逻辑斯谛曲线被划分为、、、、五个时期。

13、种群的统计特征有、、、、、、、等。

14、是人类保护和利用有益生物和控制有害生物的理论指导。

15、种群生态学研究种群的、以及种群与其中的非生物因素和其它生物种群,例如与,与等相互作用。

16、种群的数量特征分为、和三级种群参数。

17、一种生物进入和占领新栖地,首先经过和以后可出现或波动,也可能较长期地表现为平坦的,许多种类还会出现骤然的数量猛增,称为,随后又是,有时种群数量会出现长期的下降称为,甚至。

18、在“J”种群增长模型中,某种群的r值居于该种群为上升种群。

19、博登海默(Bodenheimer 1958)按锥体形状,年龄锥体可划分为____、____和____三个基本类型25按Andowantha定义,rm是具有年龄结构的种群,在不受限制,同种其它个体的维护在水平,在环境中没有天敌,并在某一特定的、、、和等环境条件组配下,种群的增长率。

30、种群动态的基本研究方法有、、。

27、年龄为3岁的马鹿,生命期望值为5年,它们平均能活到岁。

28、我国计划生育政策的生态学理论依据是。

21、扩散有、、,鱼类称,鸟类称。

12、自然选择有、、三种类型;按其与密度变化的关系分为和两类,前者常被称为,后者称为;根据生物的进化环境和生态对策又把生物分为和两大类。

第二章昆虫种群空间分布

第二章昆虫种群空间分布

平均挤度=(2×1+1×0+3×2+4×3+ 1×0)/(2+1+3+4+1)=20/11=1.82 平均数=(2+1+3+4+1)/12=0.92
•判断标准II(Iwao回归法): •如果建立的直线回归关系成立时可用a,b值进行判断。
•a表明种群中个体的分布性质
•当a=0时,种群分布的基本成分是单个个体;
fr=m/r ·fr-1 r>0 自由度:Df= (分级数-参数个数-1)=n-1-1
2.拟合负二项分布 通项公式:Pr=[(k+r-1)!/r!(k-1)!] ·q-k-r ·pr 参数计算:k=m2/(s2-m) 聚集度指标k大聚集度小 ; k=8以上时,随机分布
p= m / k=(s2-m)/m q=1+p 有r头虫的样方数(频次)是: fr=NPr 自由度 Df=n-2-1
(三)CA 值法 (1962年cassie)
Ca=(s2-m)/m2 =1/k 判别指标: Ca=0 随机分布 Ca>0 聚集 分布 Ca<0 均匀分布
聚集度均数法
判断引起聚集的原因。
r 是自由度为 2k 时 0.05 水平下的卡
方值。 聚集均数<2 时,聚集原因由某些环 境因素引起。 聚集均数>2 时,其聚集是昆虫本身 行为和环境因素综合影响的结果。
(一)概率分布型的概述 1. 拟合波松分布 Pr =e-m·mr/r! (r=1,2,3,···x) Pr:样方中有x头虫的概率。
e:自然对数 (e=2.71828)
m:样本平均数 r:各抽样单位的昆虫数 N:总样方数
P0=e-m
Pr = Pr-1 ·m/r
有r头虫的样方数(频数)是fr=Npr ∵ fr / fr –1=m/r ∴ fr=N e-m r=0

第2章 种群生态学(1-2)生物种群的特征及动态

第2章 种群生态学(1-2)生物种群的特征及动态
14
一、种群的概念及特征
(3)遗传特征 具一定的遗传特征,种内个体之间通过生殖活动交换遗传
因 子 , 种 群 所 有 个 体 的 基 因 构 成 种 群 的 基 因 库 ( gene
pool)。
【举例】分布于我国近海的大黄鱼就存在三个地理种群:分布在黄海南 部和东海北部沿岸浅海的鱼群(包括吕泗、岱衢、猫头洋等产卵场的生 殖鱼群)属岱衢族;分布在东海南部和南海西北部沿岸浅海的鱼群(包 括官井洋、南澳、汕尾等产卵场的生殖鱼群)属闽-粤东族;分布在南 海东北部珠江口以西到琼州海峡以东沿岸浅海的鱼群(包括硇洲岛附近 产卵场的生殖鱼群)属硇(nao)洲族。它们各自又因生殖季节不同而 分为“春宗”和“秋宗”两个类群,可称为春季繁生群和秋季繁生群。
9
八、生态系统
生态系统是生态学中最重要的概念,也是自然界最重要 的功能单位。 生态系统(ecological system,ecosystem) 指一定时间和空间范围内,生物(一个或多个生物群落) 与非生物环境通过能量流动、物质循环及信息传递所形成 的一个相互联系、相互作用并具有自动调节机制的自然整 体。即生态系统=生物群落+非生物环境。
又 称 特 定 时 间 生 命 表 ( time-specif-c life table),根据某一特定时间,对 种群作一个年龄结构调查,并依调查 结果编制。
23
三、种群的增长
(3)生命表分析 ①死亡率曲线(mortality curve) 以生命表中的年龄( x)为横坐标,以相应于各年龄的 q x 值 (年龄x 到年龄x +1期间的死亡率)为纵坐标构成的曲线。 ②存活曲线(survivorship curve) 以存活数量的对数值(即n x的对数值)为纵坐标,以年龄(x) 为横坐标构成的曲线。 标准化:将年龄标准化(即年龄相对于总平均生命期望的百 分比作为横坐标),可对不同生物种群存活曲线进行比较。

种群在群落中的分布类型

种群在群落中的分布类型

种群在群落中的分布类型
种群是生态学中一个重要的概念,它指的是同一种生物个体的总体集合,它们在空间上的分布形式和方式对整个群落的结构和功能具有重要影响。

种群在群落中的分布类型主要包括均匀分布、聚集分布和随机分布三种类型。

首先是均匀分布。

这种分布类型指的是种群中个体之间的间距相对均匀,个体分布在整个生境中形成一个均匀的空间格局。

这种分布类型通常出现在资源充足、竞争激烈的环境中,个体之间相互排斥,避免资源的浪费和竞争的激烈。

其次是聚集分布。

这种分布类型指的是种群中个体之间的分布呈现出聚集的趋势,个体之间的间距较小,形成了聚集的空间格局。

这种分布类型通常出现在资源分布不均匀的环境中,个体之间相互吸引,更容易获取资源,形成了聚集的分布形式。

最后是随机分布。

这种分布类型指的是种群中个体之间的分布呈现出随机的趋势,个体之间的间距没有规律,形成了随机的空间格
局。

这种分布类型通常出现在种群密度较低、资源分布较均匀的环境中,个体之间相互独立,没有明显的空间分布规律。

种群在群落中的分布类型对群落的结构和功能具有重要影响。

不同的分布类型反映了种群对生境的适应能力和资源利用方式的差异,也反映了种群之间的竞争和合作关系。

了解种群在群落中的分布类型有助于我们更好地理解群落的结构和功能,指导保护和管理生物多样性,维护生态平衡。

同时,也为我们深入研究生物种群的生态学特征和生物学规律提供了重要的理论基础。

因此,研究种群在群落中的分布类型具有重要的意义和价值。

我国森林昆虫学研究概述

我国森林昆虫学研究概述

山东农业大学植保学院题目:我国森林昆虫学研究进展概述学号:专业:姓名:邮箱:我国森林昆虫学研究进展概述摘要:随着科学技术的不断进步,森林昆虫学发展速度突飞猛进。

本文从森林昆虫分类、生物学、生态学、预测预报和防治学五个方面对森林昆虫学的研究进行简单概述。

森林昆虫分类学不单单是依靠传统的特征进行分析归类,还将分子手段应用到其中,两者结合能更准确、快速的进行分类鉴定;森林昆虫生物学、生态学、预测预报和防治学都是在完善当前的技术下,结合现代高端的科学新技术使得对森林昆虫的研究更深入更透彻。

关键词:森林昆虫;分类;生物学;生态学;预测预报;生态学;研究1 森林昆虫学研究现状森林昆虫学是研究各种森林昆虫的发生发展规律与寄主和环境之间的相互关系,以及对失控种类种群数量的调节和有益种类的利用,维护森林生态系统平衡、保护森林健康和促进林业持续发展的科学[1]。

森林昆虫学作为林业科学的一个基础分支,是以德国昆虫学家J. T. C. Rat zeburg,1837年发表《森林昆虫》一书为标志而逐渐发展起来的[2],而在我国森林昆虫的主要研究工作始于新中国成立之后[3],在这60多年时间里该学科发展迅速并取得了瞩目成绩。

目前,针对我国森林昆虫研究的发展主要集中在两个方面:一是害虫管理的策略不断趋向成熟和完善;二是高新技术和理论不断向森林昆虫学领域渗透[1]。

随着“可持续发展林业”这一新概念的提出,以及1992年6月联合国“世界环境与发展大会”的召开,标志着人类对环境与发展关系的认识方面有了新的飞跃,相继提出了一些害虫管理的新策略、新思想[1、4]。

主要有森林保健、害虫生态管理、害虫可持续控制或者森林有害生物可持续控制等理论[1、5]。

这些新策略在观念上是一个飞跃,其关键在于把以前对森林害虫“被动的防治”变为充分利用、促进、完善森林生态系统和对病虫害的防疫机能,实现“主动的预防”,以森林病虫害监测为必要手段,及早准确的采取措施控制害虫种群[6]。

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2 I n 1
where
I = Index of dispersion (as defined in equation 4.3)
n = Number of quadrats counted = value of chi-squared with (n-1) degrees of
freedom.
2 (3)计算 c
3 E1 1602 1201.5 4
青灰色理论数
1 E2 1602 400.5 4
红色理论数

2 c i 1
2
O E
i
i
0.5
2
99 400.5 0.5
400.5
Ei
1503 1201.5 0.5 1201.5
m 其中,q 1 p, ( p - q) , m为总体平均值,p k
-k
展开上述式子,于是一个样本单位有r个个体的概率为
pr p ( k r 1) ! p r !( k 1) ! q k r s x 1, k p x
2
r
可以估算出p,k。矩法
• 由此可以推出
I v I 0, I<0, I>0, 1 m 随机分布 均匀分布 聚集分布
当种群由于随机死亡 原来 分之一时; 聚集度I 原来 分之一时
Index of Dispersion Test. We define an index of dispersion I to be
Observed variance s 2 I Observed mean x
The simplest view of spatial patterning can be obtained by adopting an individual orientation, and asking the question, Given the location of one individual, what is the probability that another individual is nearby? There are three possibilities: 1. This probability is increased—aggregated pattern 2. This probability is reduced—uniform pattern 3. This probability is unaffected—random pattern
Random
Aggregated
Uniform
Figure4.3 Three possible types of spatial patterning of individual animals or plant in a population.

• 3.频次分布理论公式 (1)泊松(普阿松)分布
observed chi-squared
2 0.025 39.36.
2 0.025
2 0.975 12.40;
所以,我们接受原假设:蚯蚓田间分布符合Poisson 分布。
3. Waters(1959)
• 提出 负二项分布中的K
m2 V m ; k 时, V=m, 负二项 泊松 k 个体分布呈完全随机性 当k 0时,V , 种群分布极不均匀,聚集度极高 1 k'= , 作为聚集度量 k

离散数据的 检验法
2
1989年,Pearson提出把 2作为一个度量 实际数(观察值)和预计数(理论值) 之间的偏离度的数据,其定义为
2 2 n ( 实际数 预计数) ( S i Y i ) 2 预计数 Yi i 1 i 1 n
要求各组内的预计数都不少于5,当某组的Y少 于5时,须把它和相邻的一组或几组合并直到Y 大于5,然后再用上式计算 x2值。
n*p0=408*0.5391=219.09 • 有一头虫的样本的理论数 n*p1=135.9
观察值与理论值比较
虫数 x 0 1 2 3 观察值 (o) 225 130 40 10 4 3 理论值(c) 219.9 135..9 42.2 8.7 1.3
(o c ) 2 c
0.11 0.26 0.09 0.21 2.22
种群的空间分布型及抽样
李典谟 中科院动物研究所 Email:lidm@ 2004年2月
(一)空间分布 型
• 1. 意义 种群生态特性:空间是聚集 分布还是 随机分布, 解 决抽样方法,提供理论依据。 • 2.分类 随机分布:泊松(Poisson)分布 聚集分布:负二项分布(negative binomial distribution) 奈曼分布(Neyman) 泊松二项分布
0.05
(2)计算检验统计量
(3)确定概率P值,计算自由度df=k-1
2 由 和自由度查统计表 的临界值 , df
2
(4)判断结果
2 临界值检验假设的关系 2 值
2 < 0.05,
2 0.05,
P
>0.05
假设
不拒绝 H 0 拒绝 H 0
判断
差异无显著性 差异有显著性
df=5
2 (1) 分布于区间[1, ),偏斜度随自由度
2
降低而增大,当自由度df=1时,曲线以纵轴 为渐近线。
2
(2)随自由度df增大, 分布趋左右对称,当 2 df>30时, 分布接近正态。
3
2检验的基本步骤
(1)建立检验假设,确定检验水平。
H0 :
H1 :
1 2 1 2
m2 V m ; k V 方差, m 平均数; 当k , V m 负二项 泊松 当k 0, V
(二)分布型指数
1. Cs
2
x

2 ( x x ) i
x (n 1)
服从均数为1,方差为2n 的正态分布 (n-1)2 C的概率为95%的置信区间为 1 2 2n (n-1)2 C落入区间,随机型分布 C落入区间外,聚集型分布
k’的特性:当种群密度因为随机死亡而减小时,k’保 持不变,表示种群空间分布的内在特点,而与密度无 关
4. Tayloz (1961,1965,1978)方法
大量生物资料中总结出下列公式, log s 2 log a b log m s 2 a mb , Tayloz幂法则。当loga =0,b=1,s2 m, 种群在一切密度下随机分布, log a 0, b 1, s
例:取了25个样,调查蚯蚓的田间分布。 虫数
0 1 2 3 4
频率
4 8 2 5 2
5
6
3
1

n 25,
x 2.24
25
S 1.809
s 2 3.27 I 1.46 x 2.24 2 I n 1 1.46 25 1 35.0
由于

2 0.975
For the theoretical Poisson distribution, the variance equals the mean, so the expected value of I is always 1.0 in a Poisson world. The simplest test statistic for the index of dispersion is a chi-squared one:


2 ( o c ) 2 2.89 c
2.89

自由度=n-2=3,失去两个自由度 (1)用来限制实际样本数N (2) 用来估计
查 2 表得:
2 0.05 (自由度为3)=7.815
计算所得 2 2.89
2 2 0.05
意味不是一个小概率事件(p>0.05),没有 理由否定假设
k p(k , ) e , k 0,1, 2... k! 是参数
例:蝗蝻的田间分布
0
2 0 1 5 0 0 1
2
0 0 1 1 2
(1)普阿松分布(Poisson 分布)
p( k ; )
k
k!
e , k 0,1, 2.......

称为普阿松分布,是参数
例:对公共汽车客流进行调查,统计某天上午10∶30— 11∶47左右每隔20秒钟来到的乘客批数,共得到230个记录。
上述蝗蝻例子中
s 2 0.669 I 1.08 x 0.618 1 2 2n
2
n 1
1 2 816
165649
1 2 0.07 1 0.14
0.86 1.08 1.14
说明上述蝗蝻属Poisson分布。
2. David&Moore (1954)方法
0.05
例:假定某地婴儿出生的男女比例为1:1。
研究者抽取了一个含10,000名婴儿的样品,男 孩5100,女孩4900,问他是否证实了假设或否定了 H0 : 假设。
(5100 5000) 2 (4900 5000) 2 4 5000 5000
H0 :
H1 :
1 2 1 2
2
301.63
2 2 (4)差 值表。df=1时, 0.05 3.84
c2
2 0.05,1
故否定 H 0,接受 H A
即鲤鱼体色 F2 分离不符合3:1比率。
(2)负二项分布
• 正二项分布是( p+q)n 的展开式的各项,其中n为个体总数, p,q为分成对比两类期望的比例。[Student (1907).]
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