生物种群及其基本特征

3 种群及其基本特征

3.1 种群的基本特征

种群（population）是在同一时期占有一定空间的同种生物个体的集合。在一定义表示种群是由同种个体组成的，占有一定领域，是同种个体通过种内关系组成一个统一体或系统。种群可由单种生物或构件生物组成。由单种生物组成的种群，每一个体都由一个受精卵发育而来，由构件生物组成的种群，受精卵首先发育成一结构单位或构件，然后发育成更多的构件。构件生物各部分之间的连接可能会死亡或腐烂，这就形成很多分离体，这些分离体来自同一受精卵其基因相同，这样的个体称无性系分株（ramets）。

自然种群有3个基本特征：①空间特征，种群具有一定分布区域；②数量特征，每单位面积（或空间）的个体数量（密度）是可变动的；③遗传特征，种群具有一定基因组成，区别于其他物种，但基因亦处于变动之中。

种群是生态学的重要概念之一，除生态学外，进化论，遗传学、分类学和生物地理学都使用这个术语。种群是物种存在的基本单位，在自然分类的种以上单位是就其进化的亲缘关系划分的，只有物种（species）真实存在。物种能否持续存在，取决于种群能否不断产生新的个体以替代消失的个体。种群是自然界存在的基本单位，亦是物种进化的基本单位。种群又是生物群落的基本组成单位，群落是由种群所组成。

3.2 种群动态

3.2.1 种群的密度和分布

4.2.1.1 种群的大小和密度

一个种群的大小，是一定区域种群个体的数量，也可以是生物量或能量。种群的密度是堂信面积单位体积或单住生境中个体的数目。密度变化很大，如土壤节肢动物每平方米可能有成千上万只，而大型哺乳娄动物可能每平方公里只有几头。对从受精卵形成的个体和构件生物体应有差异，研究植物种群，要注意由无性繁殖构成的无性系。

3.2.1.2 种群数量统计

研究种群动态首先要统计种群的数量，第一步是研究种群的边界许多种呈大面积连续分布，种群边界不明显，实际工作时、往往要根据自己研究需要确定其研究范围。数量统计通常用密度，尤以植物种群而言单位面积实有个体数是常用统计密度方法。鼠类等的研究即取用相对密度，以每置100铗日捕获率作其相对密度。

3.2.1.3 种群的空间结构

种群的个体在其生话空间的位置或布局，称种群的分布型或分布

格局，其分布格局通常分为3型：①随机分布；②均匀分布；③成群分布。均匀分布在自然界极为少见，随机分布是最常见的分布格局3.2.2 种群统计学

种群具有个体所不具备的各种群体特征，这些特征，多为统计指标，大致分为3类。. ①种群密度这是种群的最基本特征。②初级种群参数、包括出生率、死亡率、迁入、迁出，这些参数与种群密度变化相关。③次级种群参数，包括性比、年龄结构和种群增长率等。种群统计学就足种群的出生、死亡、迂移性比、年龄结构等的统计学研究。

3.2.2.1 年龄、时期结构和性比

年龄结构把每一年龄群个体的数量、描述为一个年龄群对整个种群的比率。年龄锥体是以不同宽度的横柱上到下配置而成的图。横柱的高低位置表示从幼年到老年的不同年龄组，宽度表示各年龄组的个体数或种群中所占的百分比。年龄锥体有下列3型：①典型金学塔锥体，基宽而顶狭。示种群有大量幼体而老体少、种群出生率大于死亡率，表增长型种群。②钟型锥体，锥体形和老、中、幼个体比例介于①型和③形种群锥体间，出生率和死亡率大致相平衡，年龄结构和种群大小保持不变，代表稳定型种群。③壶型锥体，锥体基部比较狭而顶部宽，示幼体比例下降而老年个体占高比例，说明该种群处于衰老阶段，死亡率大于出生率。该类型代表下降型种群。

性比（sex ratio）指种群中雌、雄个体比例。大多数动物种群的性比近于1：1。有些种群雌性个体为主，如轮虫、枝角类等常行孤雌生殖的动物种群。还有一类雄多于雌，常见于营社会生活的昆虫种群，如蜜蜂。另外有些动物有性转变特点，如黄鳝，幼年全为雌性，繁殖后多数转变为雄。

3.2.2.2 生命表、存活曲线和种群增长率

生命表（life table）是一种有用工具。有关死亡率的信息是通过调查不同生活时期死亡个体的数目而获得，这些数据通过生命表来呈现和分析。动态生命表总结的是一组大约同时出生的个体从出生到死亡的命运，这样的一组体群称同生（cohort）或同龄群，这样的研究称同生群分析。而动态生命表是根据某一特定时间对种群做一年龄结构的调查资料编制。书中表3-1即是藤壶的生命表。

有的生命表除Lx拦外，增加Mx拦，用以描述各年龄的出生率，这样的生命表称综合生命表，见表3-2所示。

从表3-1可获得有关方面信息，存活曲线直观表达该同生群的存活过程：

①型：曲线凸形，示幼体存活率高而老年死亡率高在接近生理寿命前只有少数个体死亡，如大型哺乳类动物和人类存活曲线

②型：曲线呈对角俄形，示整个生活周期中有一个较稳定死亡率如一些鸟类

③型：线凹型，示幼体死亡率很忘如产卵的鱼美、贝类和松树的存活模式。

3.2.3种群的增长模型

数学模型是用来描述现实系统或其性质的一个抽象的、简化的数学结构。人们用数学模型来揭视系统的内在机制和对系统行为进行预测。种群生态模型是研究理论生态学的主要研究内容，在模型研究中，主要是模型的结构，哪些因素决定种群的大小？哪些因素决定种群对自然和人为干扰的反应速度等。

3.2.3.1 与密度无关的种群增长模型

一个以内禀增长率（r m）指实验室条件下，食物不受限制、同种其他个体的密度维持在最适水平无天敌、且在温湿光照和食物条件组配下，种群的最大瞬时增长率）增长的种群，其种群数目将以指数方式增加。只有在种群不受资源限制情况下，这种现象才会发生。这类指数生长称为与密度无关的种群增长，与密度无关的种群增长又可分为两类，如果种群各个世代不相重叠，如许多一年生植物和昆虫，其增长是不连续的，称为离散增长，一般用差分方程描述；如果种群的各个世代彼此重叠，如人和多数兽类，其种群增长是连续的，可用微分方程描述。

①种群离散增长模型

最简单的种群离散增长模型由下式表示：