植物种群研究在群落生态学中的意义

植物种群研究在群落生态学中的意义

摘要种群作为一个基本的生物层次,既是构成生物群落的基本单位,又是组成物种的基本单位,同时也是研究进化的关键层次,在生物学研究中具有十分重要的意义。通过对种群概念、特征等问题的阐述,说明了植物种群和种群研究在群落生态学中的意义。

关键词植物;种群;群落生态;意义

中图分类号q948.15文献标识码a文章编号

1007-5739(2009)08-0290-03

1种群的概念

“种群”一词由于涉及系统分类学、遗传学、生态学和进化生物学等多个学科,不同学科所强调的侧面不同,因而对种群概念的理

解亦有所不同。陈世骧(1978)认为,“每一物种都有一定的空间结构,在其分散的、不连续的居住场所或地点,形成为大大小小的群体单元,称为种群。”stebbins(1975)认为,“在有性繁殖的生物方面,种群的定义可说是:凡一群个体之间能发生一定程度的相互交配与基因交换者,这一群个体就叫做一个种群。”odum(1983)将种群定义为:“在生物群落中占据特定空间的,起功能的组成单位作用的任何一个同种(或其他能互换遗传信息的类群)的个体群。”孙儒泳(2002)定义种群(population)是在同一时期内占有一定空间的同种生物

个体的集合[1];群落(community)是在相同时间聚集在同一地段上的各种物种种群的集合[1]。此外,还有种种定义。尽管如此,也不难看出种群概念的特点:一是强调空间概念;二是强调同种个体群。

如果再加上时间概念,则种群可理解为:在特定的时间内,占据一定空间的自然的或人为的同种个体群。

2种群的特征

种群作为1个生物层次,与其他各个层次相比,既有共性,又有个性。allee 等(1947)认为,种群具有5个方面的性质:①具有一定的结构和组成;②有其自身的“个体”发育,表现出生长、分化和分工、生存、衰老以及死亡;③具有遗传性;④是由作用成相互依存机制的遗传和生态两方面的因素整合起来的;⑤象一个有机体一样,作为

一个整体单位而接受其环境影响,这种影响导致了种群发生变化,

而种群最终也会改变其生境。孙儒泳(1987)认为,种群的特征可分为3类:①基本特征是种群的密度和大小;②影响种群大小的4个基本参数,即出生率、死亡率、迁入和迁出,可称之为初级种群参数;

③从这些特征又可导出次级种群特征,如年龄结构、性比、种群增长率、遗传组成和分布式样等。概括起来,种群主要包括3个方面的特征:①数量特征;②空间特征;③遗传特征。前两者属于种群生态学研究范畴,而后者则属于遗传学研究范畴。

3种群在生物学研究中的意义

3.1种群是生态学研究的基本层次

生态学研究有个体、种群、群落和生态系统等层次。对有机体来说,其环境既包括非生物环境,又包括生物环境。任何一个有机体,同时也构成其他有机体的环境,有机体之间的相互关系可概括为种内关系和种间关系。正因为生物之间是相互关联的,因此,所谓完全

与种群和群落生态学相隔裂的个体生态学是不存在的。种群既是同种生物个体相互作用而形成的有机整体,又是构成群落的基本单位,在个体、群落和生态系统等层次中具有承上启下的作用,是联结个体与群落和生态系统的纽带,是生态学研究最基本的层次。1989年美国国家科研委员会出版的《生物学中的机会》一书中认为,“群落生态学中最令人感兴趣的问题是为什么有这么多的动植物种数,为什么它们现在这样分布着,以及它们是怎样发生相互作用的。”然而,要解决这些问题,就必须先从种群研究入手,只有弄清种群内在规律性,才能进一步探讨种群之间的相互关系。现代生态学虽然已进入系统生态学时代,但由于对系统结构和功能的认识离不开对单个组分及组分间相互作用的了解。因此,对种群的分布和数量变动、种间相互作用的研究,是研究群落和生态系统的基础。种群生态学不仅是近年来发展最为活跃的一个领域,而且仍不失为现代生态学中一个极其重要的领域。

3.2种群是组成物种的基本单元

任何分类单位都是由许多种群组成的复合体,并且没有2个种群是完全一样的。这个事实使人们能在种这一级之下区分出无数的范畴(stebbins,1957)。近代生物学研究表明,物种虽由个体组成,但其个体并非如一盘散沙而存在,而是根据其生境的特殊要求和选择结合或大或小的种群,并在种的分布区中不连续的分布着,它们可

以通过迁移交配而相互交流,组成统一的繁育种群系统。因此,种群是物种的基本结构单元,是物种存在的具体形式。

3.3种群是物种进化的基本单元

现代综合进化论认为,物种形成和进化的单元不是个体,而是种群。在自然情况下,自然选择通过种群发挥作用,即通过种群内部个体变异和扩散,逐渐改变种群的成分,使种群发生变异,然后再通过自然选择的作用,使一个种的种群系统发生分化并逐渐发展成另一个种的种群。一般来说,物种形成经历了种群内变异、地方宗的分化、地理宗的分化, 最后达到种分化这4个阶段。dobzhansky(1953)指出,“进化就是亲代种群和子代种群间的相异性的发展。”陈世骧(1991)也将进化定义为“生物种群的遗传组成部分或全部的可逆转变”。通过自然选择而进化的学说之所以能够建立,正是由于能够从本质论的观点转变为种群思想的结果(mayr,1988)。正因为如此,尽管进化生物学中的学派众多、观点对立,然而绝大多数人都认为种群是研究进化的关键层次,而且近年来在又一次进化生物学发展的高潮中有更加重视种群的倾向(陈家宽,1994)。

4种群研究在群落生态学中的意义

4.1群落的结构和种群关系

植物种类组成及其在空间上的配置(生态位分化)构成了群落的各种结构:①生活型。对植物而言,其生活型是植物对于综合环境条件的长期适应,而在外貌上反映出来的植物类型。②层片。由相同生活型或相似生态要求的种组成的机能群落(h. gams,1918)。③群落的垂直结构。成层现象是群落中各种群之间以及种群与环境之间相互竞争和相互选择的结果。④植物群落水平结构。植物个体在水