04-第三章 农业生态系统的生物与环境 第2,3节

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• 非密度制约的气候学派——种群数量受天气的强烈影响 • 密度制约的生物学派——捕食、寄生、竞争、食物等生
物因素对种群起调节作用
• 3.2内源性自动调节理论 自动调节学说——种内成员的异质性
➢行为调节学说——社群的等级和领域性 ➢内分泌调节学说——激素分泌的反馈调节机

➢遗传调节学说——遗传多态
气候学派
➢基因型A:适于高密度的种群,繁殖力低,高进攻性, 有外迁倾向。
➢基因型B:适于低密度的种群,繁殖力高,较低的进攻 性,有留居倾向。
➢种群数量增加→选择有利于基因型A→相互进攻,生殖 减少,死亡增加,部分迁出→种群数量降低→选择有利 于基因型B→相互容忍,繁殖力高,留居→种群数量增加。
四、农业生物种群
如细菌、浮游生物、昆虫、一年生杂草。
种指群数增增长长两不能种无类极型限,饱和后资源迅速枯竭而波动
种 群 数 量
时间
2、阻滞增长
种群的阻滞增长也称为S型增长或逻辑斯谛增长。 表现为开始时增长缓慢,然后逐渐加快,但不久以后,由 于环境阻力的增加,增长速度不断下降,并不断靠近一条 渐近线,这条渐近线就是可能达到的最大种群密度,即环 境容纳量。自然界的大多数种群都是按这种形式增长的。
内分泌调节学说图示
种群密度
社群压力
神经内分泌传递
下视丘
脑下垂体前叶
对疾病外界 刺激抵抗力 下降
死亡率上升
生长代谢障碍 生长激素减少
抗体减少 肾上腺皮质增生 激素增多 生殖障碍 血球障碍
肾上腺皮质 激素增加
种群密度
出生率下降
性激素减少, 生殖细胞成熟 少
促性激素减少
自动调节学说——遗传调节学说
• 奇蒂学说
2.组成种类的性质分析
根据植物在群落中的作用可分为优势种、建群种和 伴生种。 • 优势种:指群落中占优势的种类,一般处于每一层中
个体数量最多,并且有最大盖度的种类。
赤松林下的优势种——杜鹃 | 湿生群落中的芦苇优势种
● 建群种:指群落中主要层中的优势种类,个体数量 不一定最多,但有最大的盖度和最大的生物量,在形 成群落的环境中起着最主要的作用。
种是以种群的形式存在的。
(二)种群的密度和分布
单位面积或单位容积内某种群的个体数目或
生物量称为密度。
(三)种群的空间结构
1.随机分布 2.均匀分布(种群内个体呈等距离分布) 3.集群分布
• 青蛙的卵和蝌蚪呈成群型分布,大青蛙呈随机分布。 • 小菜蛾卵、菜青虫卵随机分布。 • 农田水稻属什么类型分布?
1)多度(abundance) 是对物种个体数目多少的一 种估测指标,多用于群落的野外调查。国内多采 用Drude的七级制多度,即:
• Soc. (Sociales) —— 极多 • Cop.3 (Copiosae) —— 很多 • Cop.2 (Copiosae) —— 多 • Cop.1 (Copiosae) —— 尚多 • Sp. (Sparsal) —— 不多而分散 • Sol. (Solitariae) —— 很少而稀疏 • Un. (Unicum) —— 个别或单株
单一建群种柳杉
单一建群种油菜
●亚优势种。指个体数量与作用都次于优势种,在决 定群落性质和控制群落环境方面也起着一定作用的种。
(三) 群落的结构特征
群落的结构特征
群落的外貌与生活型 群落的垂直结构 群落的水平结构
1、群落的外貌和生活型
①群落外貌。群落外貌通常是针对陆地群落而言,它是群落 长期适应自然环境的一种可见的外部表相,主要取决于植被 的特征。不同的群落其外貌特征也不同,人们很容易依据群 落外貌来区分陆地群落类型,如森林、灌丛、草原以及森林 中的针叶林、阔叶林和针阔混交林等。
• 在一个种类分布比较均匀一致的群落中,属于A 级频度的种类占大多数,B、C 和D级频度的种类 较少,E 级频度的植物是群落中的优势种和建群 种,占有的比例也较高,符合一般群落中低频度 种的数目较高频度种的数目为多的事实。
种的综合数量指标 • 重要值(important value)
• 重要值= (相对密度+相对频度+相对显著 度)/300
• 群落中某一物种的分盖度占全部分盖度之 和的百分比, 即为该物种的相对盖度;某一 物种的盖度占盖度最大物种盖度的百分比 称为盖度比 。
4)频度 即某个物种在调查范围内出现的频率。即:
频度= 物种出现的样方数 / 样方总数×100%
• 频度定律
凡频度在1%~20% 的植物种归入A级,21%~ 40% 者为 B级,41%~60% 者为C级,61%~ 80%者为D级,81%~100%者为E 级。
➢Smith的种群调节观点:种群的特征是既有稳定性,也 有连续变化。密度虽不断变化,却是围绕着一个“特征 密度”而变化。非密度制约因素不可能决定种群的平衡 密度,只有密度制约因素才能决定种群的平衡密度。
• 食物因素
➢Lack的种群调节观点:影响鸟类密度制约性死亡的动因 有三个:食物短缺、捕食和疾病,食物是决定性的。对 于大多数脊椎动物种群而言,食物短缺是最重要的限制 因子。营养物恢复学说。
如:人类。
逻辑斯谛增长五个时期
• 开始期:种群数量很少,密度增长缓慢。 • 加速期:个体数量增加,密度增长逐渐加快。 • 转折期:个体数量达到饱和一半,密度增长最快。 • 减速期:个体数量超过饱和一半,密度增长逐渐减慢。 • 饱和期:个体数量超过饱和,密度基本停住。
三、种群的调节
• 3.1外源性调节
自动调节学说
• 自动调节学派的三个共同特点:
➢自动调节学派强调种群调节的内源性因素。 ➢种群密度自身影响本种群的出生率、死亡率、生长、性
成熟、迁入和迁出等种群各种特征和参数。种群的自动 调节学说是建立在种群内部的负反馈理论的基础上。 ➢种群的自动调节是各物种所具有的适应性特征,它对于 种内成员整体来说,能带来进化上的利益。
自动调节学说——内分泌调节学说
• 克里斯琴学说
➢社群压力→ ❖生长激素减少 →生长代谢障碍→低血糖、休克/抗体 减少→ 对疾病及外界刺激抵抗力降低 →死亡率增加 ❖促肾上腺皮质激素增加→皮质激素增多→抗体减少→ 对疾病及外界刺激抵抗力降低 →死亡率增加 ❖促肾上腺皮质激素增加→ 生殖器官和血细胞障碍→ 出生率下降 ❖促性激素减少 →性激素减少/ 生殖细胞成熟减少 → 出生率下降
•环境阻力——指外界环境条件中阻止或妨碍生物潜力 的生物因素和非生物因素,如蜘蛛捕食、温度、降水、 低温、空间、食物等。
•环境容纳量——指环境阻力的大小必然使种群的无限 制增长受到限制,决定了种群实现其生物潜力总有一 定的限度,也称环境承载力。
1、指数增长
种群的指数增长也称为J型增长。种群数量随时间的变 化规律呈指数曲线形式,表现为开始时增长缓慢,以后逐 渐加快,上升到一定的程度以后,环境阻力比较突然地表 现出来,如食物、空间等条件都有一定的极限,种群的增 长必然加剧个体间的竞争,同时随着种群的增长,被捕食、 疾病等因素也不断增长,导致种群受到抑制,从而使种群 数量急剧下降;种群数量下降到一定程度以后,环境阻力 的影响得到缓冲,种群又开始指数上升,使种群增长在较 长的时间内表现为忽上忽下的波动。
• 种群参数受天气条件强烈影响; • 种群的数量大发生与天气条件的变化明显相关; 如:昆虫。 • 强调种群数量的变动,否认稳定性; • 代表人物:以色列学者F.S.Bidenheimer。
生物学派
• 种间因素
➢平衡学说(Nicholson A J):种群是一个自我管理系 统,为了维持平衡,当动物种群的密度很高时,调节因 素的作用必须更强,当密度低时,调节因素的作用就减 弱。
• 2)密度(density) 指单位面积或单位空间 内的个体数。样地内某一物种的个体数占 全部物种个体数的百分比称为相对密度 。
某一物种的密度占群落中密度最高的物种 密度的百分比称为密度比 。
• 3)盖度 指植物地上部分垂直投影面积占 样地面积的百分比,即投影盖度。植物基 部的覆盖面积称为基盖度(真盖度)。对 于草原群落,常以离地面1英寸(2.54cm)高 度的断面计算;对森林群落,则以树木胸 高 (1.3 m处)的断面积计算。
源自文库
河北省1982年人口年龄结构
• 人口基本上是增长 型的;
• 0-5,5-10年龄组比 例相对小,计划生 育有成效;
• 10-15,15-20年龄 组比例宽,计划生 育的放松;
• 35-45年龄组的减少 是抗日和解放战争 期间人口减少的结 果。
(七)种群性比 是指种群内雄性个体与雌性个体数之比,也
农业目标生物
农业生物种群
有益生物 有害生物 中间生物
捕食性有害生物 竞争性有害生物 寄生性有害生物 致病微生物
农业目标生物的基本特征
1. 种群密度大、种群内个体分布均匀 2. 个体间差异小、基因型单一 3. 人工选育、种群进化快 4. 个体繁殖性能受到严格的人为控制 5. 种群波动大
第三节 生物群落
一、生物群落概念
一定地段上所有生物种群的集合,就形成一个生物群 落。
生物群落内各个生物种群之间,通过一定的相互联系、 相互制约和相互补偿,使多个生物种群长期共存于同一环境, 形成一个具有一定结构和功能的整体。
二、群落的基本特征
(一) 群落的物种组成 1.群落的物种组成
每个相对稳定的群落都是由一定数量的生物种类组成,它 是形成群落的物质基础,是决定群落性质的最重要因素, 也是鉴别不同群落类型的基本特征。
(二).群落的数量特征
(1)种的个体数量指标 • 1)多度(abundance) • 2)密度(density) • 3)盖度(cover degree 或 coverage) • 4)频度(frequency) • 5)高度(height) • 6)重量(weight) 用于草原植被 • 7)体积(volume ) 用于森林植被
(四)出生率和死亡率
出生率和死亡率是影响种群动态的两个因素。出 生率是种群中单位数量的个体在单位时间内新产生 的个体数目。死亡率是指种群中单位数量的个体在 单位时间内死亡的个体数目
出生率:最大出生率与实际出生率 死亡率:最低死亡率与实际死亡率
(五)迁入和迁出
迁入:别的种群进入领地。 迁出:种群内个体由于种种原因而离开种群 的领地。
第三章 农业生态系统的生物与环境
第二节 生物种群 第三节 生物群落
1.什么是种群?
以下描述是种群吗?
1.一片草地上的全部蛇。 2.我国长江流域的全部白暨豚。 3.海南岛上四季常青的红树林。 4.北京八一湖的野鸭。
第二节 生物种群
一、种群的概念与基本特征 (一)概念
生物种群是指一定时间内,占据一定空间,具有相似的 形态、生理和生态特性,并能相互交配繁殖后代的同一个生 物种的一群个体。
问题:
为什么地球上的生物现在越来越少,很多物 种正处于濒临灭绝的景况呢?而有些物种如蝗虫, 人类投入了大量的人力和物力来消灭它,但其数量 依旧还是有增无减呢?
(六)种群的年龄结构
组成种群的个体常有不同的年龄,各年龄 级的个体数目与种群总个体数的比例就是种群 的年龄结构,也称年龄比或年龄分布。
种群年龄结构的类型通常以金字塔来表示。
称性别结构。性别比例直接影响种群的繁殖。
•性比一般在动物中多为1:1。 2014年中国出生人口男女性别比为115.88:100
•植物多数雌雄同株——没有性比 少量雌雄异株——性比可能变异较大
二、种群增长规律
•种群增长是种群生物潜力与其所在环境阻力共同作用 的结果。
•内禀增长率——种群的内在因素决定的最大增殖能力, 也称生物潜力。
• 种群年龄结构的三种类型:
增长型种群基宽而顶窄,表示幼龄个体多,种群的出生率大 于死亡率,是一个迅速增长的种群。
稳定型种群其年龄结构呈钟形,中部和基部几乎相等,即各 个年龄级的个体比例适中,出生率与死亡率接近平衡,是一个 数量趋于稳定的种群。
衰退型种群的年龄结构呈壶型,基部窄而中部宽,表示幼龄 个体比例小,中老年个体较多,出生率小于死亡率,是一个数 量趋于下降的种群。
自动调节学说——行为调节学说
• 温·爱德华学说
社群等级和领域性等社群行为可能是传递有关种 群数量的信息,尤其是关于资源与种群数量关系的信 息。通过这种社群行为限制在生境中的动物数量,使 食物供应和繁殖场所在种群内得到合理分配,把剩余 的个体从适宜生境排挤出去,使种群的密度不至于上 升太高。
种内划分社群等级和领域,限制了种群不利因素 的过度增长,并且这种“反馈作用”随种群密度本身 的升降而改变其调节作用的强弱。
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