第三章 种群及其基本特征

一般规律：
种群密度的高低与食性（食物链中营养级的高低）和
生物个体大小相关 — 食植动物的种群密度大于食肉动物； 食性相似情况下，个体较大的种群密度较小；环境中物质 能量的可利用量及生物的利用效率（生物学特性）越高， 种群密度越大。
每一种生物的种群密度，都有一定的变化限度，存在
最大密度（环境容纳量、饱和点）、最适密度和最小密度 （特定环境所能容纳某种生物的最大个体数；最适密度状 态下，种群的增长最快，维持种群最佳状态；种群维持正 常繁殖、弥补死亡个体所需要的最小个体数）。已广泛应 用于作物栽培、动物饲养和人口研究中。
要点：标志物或标志技术对动物不产生有损寿命、行为的伤害；标 志不能过分醒目，以影响捕食率；标志符能维持一定时间（长于 实验时间）；种群封闭，无迁入（出）和出生（死亡）；再次取 样时，标记动物与种群充分混合。 c 去除取样法(removal sampling) ：在样方中连续几次捕捉动物， 以日捕捉个数为纵坐标，捕获累积数为横坐标作直线，当捕捉个 体数趋于零时，直线与横坐标的交点为样方中群体数量的估计值。
（2） 生育率和生殖力 生育率：单位时间种群的出生个体数与种群雌性个体 总数的比值。 生殖力：单位时间个体或种群所能产生配子数或合子 数。
配子是指生物进行有性生殖时由生殖系统所产生 的成熟性细胞。
合子是指雌配子和雄配子融合形成的二倍体细胞。 生育率反映了雌性动物的实际繁殖能力，而生 殖力反映其潜在的繁殖能力，生殖力的高低反比于该 物种亲代对其后代的抚育程度。
种群是一个自我调节系统，使其能在生态系统内维持自身稳定性。 作为系统还具有群体的信息传递、行为适应与数量反馈控制的功 能; 种群不仅是自然界物种存在、物种进化、物种关系的基本单位， 也是生物群落、生态系统的基本组成成份，同时，还是生物资源 保护与利用、有害生物综合管理的具体对象；
种群既可以作为抽象概念，也可作为具体存在的客体在实际研究 中加以应用。其时空界限，随研究者的方便而划分的.
2、种群的减小 （1） 死亡率：单位时间种群的死亡个体数与种群个体 总数的比值。受环境条件、种群密度、种间竞争、寄生、 捕食、疾病、人为因素等。 最低（生理）死亡率：种群在最适环境条件下，种 群内的个体都到了生理寿命才死亡。
实际（生态）死亡率：种群在某种特定条件下的实 际死亡率，随着种群状况和环境条件而变化。
影响种群大小或密度的因素
（1）种群的繁殖特性：各种生物的繁殖力不同，如微生物几个小 时可繁殖数代；草本植物一般一至三年结实一次，乔木可能则几 年才结实一次。 （2）种群的结构：如一个种群内不同年龄的个体或不同性别的个 体比例。 （3）种内和种间的关系：即种内遗传变异和物种自然选择等。 （4）物理环境因子：如光照、温度、水分、土壤、大气和火等。 种群密度的高低在多数情况下取决于环境中可利用的物质和能量 的多少。当环境中拥有可利用的物质和能量最丰富，环境条件最 适应时，某种群可达到该环境下的最大密度。最大密度和最适密 度是林业经营、作物栽培、动物饲养、鱼类养殖应首先考虑的问 题，也是人类自身生存所必须考虑的问题。密度是种群特征的一 个重要参数。密度决定着种群的能流、资源的可利用性、种群内 部生理压力的大小以及种群的散布和种群的生产力。
一些固着且群体生活的珊瑚、苔藓虫等也是构件生物。
单体生物个体数反映种群大小，但构件生物必须考虑两
个层次，从合子产生的个体数和组成每个个体的构件数。 对于许多构件生物，研究构件的数量与分布状况往往比 个体数更为重要。
（二）、种群密度的改变
1、种群的增长 取决于种群的出生率和迁入率，其中出生率更为重要。 （1） 出生率：单位时间种群的出生个体数与种群个体总数 的比值。比较不同种群的繁殖能力。 最大（生理）出生率：种群在理想状态下，生理上能够达 到的最大生殖能力。对于特定的种群，最大出生率是一个 常数。 生态（实际）出生率：种群在特定环境条件下所表现出的 出生率，随着种群的结构、密度大小和自然环境条件而变 化。 不同生物类群的出生率具有很大的差别，取决于生物的生 物学特点，包括性成熟速度、每年的繁殖次数和每次的产 仔（卵）数等；出生率的高低还与生物在食物链所处的位 置有关，较低营养级的动物出生率较高。
第三章 种群及其基本特征
第一节 种群的概念和特征 第二节 种群的动态及种群调节
第一节 种群的概念和特征
一、定义
生物种群（biotic population）： 在特定时间内，由分布在同一 区域的同种生物个体自然组成的生物系统（数量、空间、时间）， 其个体具有共同的基因库，彼此之间能够进行自然交配并产生出 有生殖力的后代。 种群不是个体的简单叠加，是通过种内关系组成的一个有机统一 体;
生理寿命：生物在最适条件下最长的潜在生活期限。 生态寿命： 在特定环境条件下的平均实际生活期限。 生命期望（平均余生， life expectancy ） ：是指某 一年龄期的个体，平均还能活多长时间的估计值。
（2） 生命表（life table）：是按照种群的年龄阶段，系统地
观察并记录种群的一个世代或几个世代之中各年龄阶段的种群 初始值、年龄特征死亡率、年龄特征生育力和生命期望值，以 一定的格式而编制成的统计表，用以估算人口(或种群)预期寿 命的计算用表。生命表是按照种群生长的时间，或按种群年龄 （发育阶段）的程序编制的一种生命信息系统表。它系统地记 述了种群的死亡或生存率、生殖率以及死亡原因。 生命表最先用于人寿保险业务，本世纪60年代以来，生态 学上也广泛用于生物种群预测。生命表已成为研究种群数量变动
在种群生态学上，密度不是按种的分布区计 算，而是依据其在分布区内最适生长的空间计算， 这种密度称为生态密度（ecological density），而
把 全 分 布 区 内 的 平 均 密 度 称 为 粗 密 度 （ crude
density）以示区别。如一片面积为10hm2的马尾松 林，林木总株数为3万株，但其中有2hm2的面积为 裸露的岩石， 2hm2 的水域面积，因此，实际分布 有马尾松林的面积只有 6hm2 。则该马态密度为5000株/hm2。
2、数量统计
（1）、绝对密度的调查方法 1）总数量调查法（直接统计法，total count ）：直接计数一定地方的 所有个体，如：人口调查法；或用航空摄影调查其总数。 2）取样调查法(sampling methods) a 样方法(use of quadrats) ：样方的大小和形状、样方的代表性、随 机抽样； 理论抽样数决定于空间分布图式、置信水准、允许误 差、种群密度。 b 标志重捕法(mark-recapture methods) ：在调查样地上，捕获一部 分个体进行标志后释放，经一定期限进行重捕。使用于不断移 动位置的动物。 假设：重捕取样中标志比例与样地总数中标志比例相等。N/M = n/m
捕 获 量 （ 只 ／ 日 ）
●
●
捕获累积数（只）
（2）、相对密度的调查方法
相对密度指标分为直接数量指标和间接数量指标。 1） 动物计数（count of animals）
以单位时间内或单位距离内或二者结合的动物数量为衡量 指标，为直接数量指标。
2） 动物痕迹的计数 （count of animal signs）
种群生态学（ population ecology 、synecology）：研究种群 的数量、分布以及种群与其栖息地环境中的非生物因素和其他 生物种群的相互作用。 核心内容是种群动态研究，涉及：
有多少（种群数量大小或密度）？ 在哪里（种群的分布、空间图式）？ 如何变动（数量变动和扩散迁移）？ 变动机制（种群调节）？ 种群遗传学（ population genetics ）: 研究种群的遗传过程,包括选
动物痕迹包括足迹、粪便、鸣叫声、弃巢等，为间接数量 指标。是一段时间内的平均值而不是现在的密度指标。
3）单位努力捕获量 （catch per unit effort）
较少使用，仅用于一些经济动物，如每天每艘船的捕鱼量、 每天每人的钓鱼量等，要求捕获条件、捕获效率和捕获工具是 一样的。
4）毛皮收购记录（pelt records） 通过长期的毛皮收购记录分析种群密度。
气候对三种袋鼠分布的影响
A
B
C
A: Macrpus giganteus; B: M. fuliginosus; C:M. rufus
种群的群体特征及种群参数
种群数量：密度(density) —原始密度(crude density) 、生态
密度(ecological density) 初级种群参数： ①出生率(natality)、生理出生率(physiological natality) = 最 大出生率(maximum natality)、生态出生率(ecological natality) = 实际出生率(realized natality) ②死亡率(mortality)、生理死亡率(physiological mortality ) = 最小死亡率(minimum mortality)、生态死亡率(ecological mortality) = 实际死亡率(realized mortality) ③迁入率和迁出率 次级种群参数：性比(sex ratio) 、年龄分布(age structure) 、 种群增长率（population growth rate）、分布型（pattern of distribution）、遗传组成（genetic components）
择、基因流、突变和遗传漂变等。
种群生物学（population biology）: 研究种群的结构、形成、发展 和运动变化过程规律的科学。最主要组成部分是种群遗传学和种群 生态学。
二、种群的基本特征
数量特征（密度或大小）：决定于基本（初级）种
群参数：出生率、死亡率、迁入率和迁出率；又决 定于次级种群参数：年龄结构、性比、内分布格局 和遗传组成；种群参数变化是种群动态的重要体现 (种群统计学的研究内容）； 空间分布特征：包括内分布格局（组成种群的个体 在其生活空间中的位置状态或布局，internal distribution pattern）和地理分布； 遗传特征：种群具有一定的遗传组成，是一个基因 库； 系统特征：种群是一个自组织、自调节的系统。