种群生态学 2
生态学-第三章 种群生态学(2)
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每 株 植 物 平 均 干 重 ( )
植物密度(株/m2)
Regression lines from self-thinning curves for 31 stands of different species of plants
g
(2) 性别生态学
• 内容:性别关系类型、动态及环境因
素对性别的影响。
species of North American warblers. Each of these insect-eating species searches for food in different regions of spruce trees.
莺
竞争的类型和特征
• 种间竞争的类型
– 利用性竞争:通过损耗资源; – 干扰性竞争:竞争个体间直接相互作用。
第三章 种群生态学
(2) 3.3 种群内、外的相互作用
3.3 种群内、外的相互作用
3.3.1 概述 3.3.2 种内关系 3.3.3 种间关系
3.3.1 概述
种内关系:生物种群内部的个体间的相互作用; 种间关系:生活于同一生境中的物种间的相互作用; 种内、种间相互作用的种类:
(1)竞争 (2)捕食、自相残杀 (3)互利共生 (4)寄生
• K1<K2/β,K1/α>K2:
稳定的平衡点,两种共存
• K1>K2/β,K1/α<K2:
不稳定的平衡点,两种均可能获胜
生态位理论
• 生态位 (niche)
指物种在生物群落或生态系统中的地位和角色;在 自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其在 相关种群之间的功能关系(n-维生态位)。
生物生长发育的不同时期生态位不同。
普通生态学2种群
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(三)时滞影响的种群动态
种群内禀增长率
• 是具有稳定年龄结构的种群,在食物不受 限制、同种其他个体的密度维持在最适水 平,在环境中没有天敌,并在某一特定的 温度、湿度、光照和食物等的环境条件组 配下,种群的最大瞬时增长率。 • 种群的内禀增长率用rm表示,它充分表现 了种群最大潜在生殖能力,又称生物潜能 或生殖潜能。rm与实际增长率(r)之差 被称为环境阻力。
• 最大出生率(Maximum natality):指种群处于 理想条件下的∽。 • 实际出生率(Realized natality):指在有限制 因子的特定条件下, 种群的∽。
影响出生率的因素: (1)繁殖周期; (2)产卵数量; (3)生物的寿命、性成熟年龄以及胚胎发育的 期间时间的长短。 动物出生率的高低主要是受内源性控制调 节,不过外部环境因子,尤其是温度对生物出 生率的影响是非常重要和显著的。
种群的内分布型
• 组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局, 称为种群的内分布型。种群的内分布的类型可分为随 机分布、均匀分布、集中分布三种类型(图1)。
• 图1 种群的内分布型
1.随机分布:
• 每一个体在种群领域中各个点上出现的 机会相等。随机分布是比较少见的,因 为在资源和空间充足且较均匀、种群内 个体没有彼此吸引或排斥时才容易产生 随机分布。
r选择和K选择的典型特征
• 当资源不受限制、无环境胁迫、种群处于良 好状态时,种群能够达到的理论上的最大增 长能力
r表示种群的内禀增长能力;
K表示环境所能负载的最大种群密 度。
1、 r选择的这类生物可称r对策者, 种群密度很不稳定,因为其生境不稳 定,种群超过环境负载量不致造成进 化上的不良后果,它们必然尽可能利 用资源,增加繁殖,充分发挥内禀增 长率(r)。 =
种群生态学2
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或
λ= er
二、种群在有限环境中的逻辑斯谛增长
第 二 章 种 群 生 态 学
– 当种群在一个有限的空间中增长时,随着种群密度的 上升,对有限空间资源和其他生活必需条件的种内竞 争也将增加,必然会影响种群的出生率和死亡率,从 而降低种群的实际增长率,一直到停止增长,甚至使 种群数量下降。
– 种群在有限环境中连续增长的一种最简单形式是逻辑 斯谛增长,其增长曲线为“S”型。
2、塔斯马尼亚岛绵羊种群的增长。 – 塔斯马尼亚岛上的绵羊种群保持相对稳定。绵羊是在 19世纪初期被引人塔斯马尼亚岛的,在此后不到30年 内,就迅速增长到了环境容纳量水平,并保持数量变 幅在一倍以内。
• 逻辑斯谛增长模型的重要意义:
– 它是许多两个相互作用种群增长模型的基础;
第 二 章 种 群 生 态 学 – 在农业、林业、渔业等实践领域中,它是确定最大持续 产量(MSY)的主要模型;
两侧取对数: ln Nt = lnN0+rt
⒊ 模型的生物学意义
(1)根据此模型可计算世代重叠种群的增长情况。
第 二 章 种 群 生 态 学 (2)根据r值可判断其种群动态。 即:r >0,种群增长; r = 0,种群稳定; r <0,种群下降;
r = -∞,种群无繁殖现象,且在下一代灭亡。
4. 应用:
– 当种群长久地处于不利的环境条件下,或在人类过度捕 猎,或栖息地被破坏的情况下,其种群数量可出现持久 的下降,即种群衰落。如鲸、白暨豚、大熊猫等。
第 二 章 种 群 生 态 学
南半球鲸渔获量的变化(仿Mackenzie等,1998)
种群衰落的原因:
– 过度捕杀。 第 二 章 种 群 生 态 学 – 生物栖息环境的改变,如森林砍伐,草原荒漠化, 农田的大量开垦,城市化的加剧,工业、交通运输 业的发展等。 – 种群密度过低,由于难以找到配偶而使繁殖机率降 低;近亲繁殖,使后代体质变弱,死亡率增加。 – 植物的减少和消失则是动物种群衰落和灭亡的重要 原因。
生态学:第二节 种群生活史
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法
Y = wd=Ki
则
Y为总产量,Ki常数;w为平均每株重量;
d密度
倒数产量法则
(reciprocal yield law)
植物单株平均重量(w)的倒数 与密度(d)呈线性关系。
1/ w = Ad + B A, B为系数,这一方程适合许 多农作物。
-3/2幂定律
(-3/2 power law)
高密度导致种群“自疏”时,存活 个体的平均株干重(w)与密度(d) 的关系表达为:
因密度引起 稳定,常在K附近 大,具完善的抚育和保护机制 较多地用于提高适应、竞争能
力,以质取胜 弱,不易占领新的生境
慢 稳定的、较确定的环境,自然
反应时间长
r-选择对策者和K-选择对策者之间 还包括很多r-K连续体。
大多数物种则是以一个、几个或大部分 特征居于这两个类型之间。因此,将这 两个类型看作是连续变化的两个极端更 为恰当。
项目 (特征)
0. 种 群 增 长 曲 线
1.寿命
2.出生率
3.体型 4.存活率
5.密度 6.对子代投资 7.能量分配
8.迁移能力 9.发育速度 10适应环境
r-选择(对策)者
平衡点不稳定,种群数量剧 烈波动
短,常小于1年
r 高, m高,提早生育,平
均世代长度短 小,种间竞争能力弱 低,C型存活曲线,死亡多
1. 多 雌 多 雄 制 ( 混 交 制):如鱼类。性比多不稳 定,对后代照顾少。
2. 一雌 一雄制 (单配 偶 制):如晚成鸟。性比稳定, 亲体照顾较多。
婚配制度
3. 一雄多雌制:如鸡、 马、盘羊等。性比不 稳定,较强壮的雄性 拥有交配权,其基因 易被保留,繁殖力强 。
第二章 种群生态学
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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。
生态学种群及其基本特征
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000
3龄(3) 1922 0.044 0.010 0.240 3.284 -1.4 0.12
000
4龄(4) 1461 0.033 0.004 0.110 3.165 -1.5 0.05
000
成虫(5) 1300 0.030
3.114 -1.5
22617 17 0.50
注:净增率Ro=∑lxmx=∑Fx/n0
3
构件生物 (modular organism):受精卵先发育 成构件,再发育成更多构件,形态、发育不可 预测。
群体状态动物、植物。
无性系分株 (ramets):构件生物个体连接部分 死亡后形成旳分离个体。
不同学科旳用语:群体(遗传学)、居群 或繁群、个体群(日本)
4
种群生态学
研究种群旳数量、分布以及种群 与其栖息环境中非生物原因和其 他生物种群之间旳相互作用
径,比年龄构造更有效。 构件生物旳年龄构造 性比 (sex ratio)
21
年龄构造:某一年龄群个体数/种群个体总数 年龄锥体:横柱表达从下到上幼体到老年,宽度表达年龄
组个体数量
增长型:幼多,老少,种群较年轻,出生率>死亡率。 稳定型:幼≌中≌老,出生率≌死亡率。 下降性型:幼体百分比很小而老体个体旳百分比较大,死
5
2. 自然种群旳基本特征
空间特征:种群具有一定旳分布区域 数量特征:每单位面积(或空间)上旳个体
数量(即密度)及变动 遗传特征:种群具有一定旳基因构成
6
二、种群动态
种群动态:研究种群数量在时间上和空间 上旳变动规律。
(一)种群旳密度和分布 (二)种群统计学 (三)种群增长模型 (四)自然种群旳数量变动
森林中植物为竞争阳光(树 冠)和土壤中营养物(根际)
第2章 种群生态学(1-2)生物种群的特征及动态
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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。
第四章种群生态学
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二、种群增长规律
1、指数增长与J形曲线
方程式 dN/dt=rN 积分式 Nt=N0ert 种群r的为总种个群体内数禀,瞬N时t为增经长过率时,间tt为后时种间群,的N总0为个起体始数时。
2、Logistic增长与S形曲 线。方程 dN/dt=rN(1-N/K) 或 Nt=K/(1+ea-rt)
叫做冬眠。
西北农林科技大学林学院生态研究室
六、迁移
迁移是生物躲避原栖息地恶劣环境条件的 一种方式。
迁移的种类可分为两种: 1、迁徙:是方向性运动,如家燕从欧洲 到非洲的秋季飞行。 2、扩散:是离开出生地或繁殖地的非方 向性运动,可以躲避种内竞争及近亲繁殖,扩 大种群范围。
西北农林科技大学林学院生态研究室
西北农林科技大学林学院生态研究室
二、种间关系
种间关系包括竞争、捕食、互利共生等,是构成生物群落的 基础。其研究内容包括两个方面: ➢ 两个或多个物种在种群生态上的互相影响,即相互动态(codynamics) ➢ 彼此在进化过程和方向上的相互作用,即协同进化(coevolution)。
1.种间竞争
种间竞争(interspecific competition)是指两物种或更多 物种共同利用同样的有限资源时产生的相互竞争作用。 1.1种间竞争的典型实例与高斯假说
西北农林科技大学林学院生态研究室
第三节 种内种间关系
一、种内关系
存在于生物种群内部个体间的相互关 系称为种内关系(intraspecific relationship)。同种个体间发生的竞争 叫做种内竞争(intaspecific competition)。
西北农林科技大学林学院生态研究室
1、密度效应
第三篇种群生态学
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(3)死亡率
• 死亡率是指单位时间内种群的死亡个体数 与种群个体总数的比值。
• 最低死亡率也称为生理死亡率,是种群在 最适环境条件下所表现出的死亡率,种群 中的个体都是由于老年而死亡--生理寿命。
• 实际死亡率也称为生态死亡率,是指种群 在特定环境条件下所表现出的死亡率,即 种群在特定环境条件下的平均寿命。
dN / dt = rN(1-N / K) 其中 N:种群密度
t:时间 r:瞬时增长率 K:环境容纳量。
3.模型说明
• 模型是在指数式增长模型上,增加一个描 述种群增长率随密度上升而降低的修正项 (1-N/K)。
• 其生物学含义是“剩余空间”,即种群可 利用但尚未利用的空间。可理解为种群中 的每一个个体均利用1/K的空间,若种群中 有N个个体,就利用了N/K的空间,而可供 种群继续增长的剩余空间则只有(1- N/K)。
• 钟形锥体 表示种群中幼年个体与中老年个体数 量大致相等。种群的出生率与死亡率大致相等, 种群数量稳定,为稳定型种群。
• 壶形锥体 表示种群中幼体所占的比例较小,而 老年个体的比例较大。种群的死亡率大于出生率,
种群数量趋于下降,为下降型种群。--导致什么 问题?
-----作用:预测未来种群动态
• 植物种群的年龄组成可以分为同龄级和异 龄级。
种群的数量特征主要是指种群密 度以及影响种群密度的4个基本参数, 即出生率、死亡率、迁入率和迁出率, 其次种群的年龄结构、性比对种群数 量具有重要影响。
(1) 种群密度
种群密度即单位面积(或空间)内种群的 个体数目,通常以符号N来表示。
(2) 出生率
• 指单位时间内种群的出生个体数与种群个体 总数的比值。
• 2.数学模型
Nt+1 =λNt 或
第二部分-种群生态学-3-生活史对策

大小及对后代的亲代关怀等要素。
– 早熟型和晚熟型
– 生殖的时间节律
– 一次生殖和多次生殖
– 窝卵数/每胎产仔数
– 抚育与无抚育
12
• 植物种群的生殖对策:
– 有性繁殖/无性繁殖 – 种子植物的种子数量与大小
• 生殖价 (reproductive value):生物体今后
传递到下一个世代的总后代数量。
15
r-对策与K-对策的特征比较
r-选择(机会主义) 气候 死亡 存活 数量 种内种间竞争 多变,不稳定,难以预测 具灾变性,无规律 非密度制约 幼体存活率低 时间上变动大,不稳定 远远低于环境容纳量K 多变,通常不紧张 K-选择(保守主义) 稳定,较确定,可预测 比较有规律 密度制约 幼体存活率高 时间上稳定 通常接近K 经常保持紧张
• 生殖效率:后代质量与投入能量的比值
r
三、K-对策与r-对策 环境与物种进化
不稳定 环境 r生 物
K-
稳定 环境
不稳定 环境
r生 物
K-
稳定 环境
不稳定环境 不可预测 灾变较多
如何应对
两条道路 遭遇两种环境
?
环境
K
稳定环境 竞争较 为激烈
以r-对策者模式应对
以K-对策者模式应对
r K
r-对策者 K-对策者
• 扩散与迁移
藏羚羊的 季节性迁徙
• 美洲王蝶的迁徙:10 月底至来年3月初, 上亿只美洲王蝶从美 东北部和加南部飞越 4500多公里来到温暖 的墨西哥中部林区越 冬和繁衍。
动物的迁移模式
29
思考作业:主要概念
生殖价reproductive value 生活史life history
生态学-种群生命表及分析
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2.7 生命表分析
(6)关键因素分析(K因素分析)
K因素:影响着各种群死亡率的 关键因素。(K1是关键因子)
P69-70
2.8 有关概念总结和比较
◆静态生命表/动态生命表/其他形式生命表 优点: ①容易使我们看出种群的生存、生殖对策;
②可计算内禀增长率rm和周限增长率λ; ③编制较易。 缺点: ①无法分析死亡原因或关键因素; ②也不适用于出生或死亡变动很大的种群。
(4)世代平均历期(周期):
对于世代重叠的种群来说,一个世代所经历的 时间是不清楚的,可以用个体产仔的平均年 龄来表示世代长短。 T=∑lxmxx/∑lxmx (近似值)
(5) 内禀增长率(innate capacity for increase) (排rm除)捕: 食在者实和验疾条病件的下影,人响为,并地提排供除理不想利的的和环充境足条的件食,
第二部分 种群生态学
第2章 种群生命表及分析
LIFE TABLE AND THE ANALYSIS
本章内容
2.1 生命表的基本概念 2.2 生命表的一般构成 2.3 特定时间(静态)生命表 2.4 特定年龄(动态)生命表 2.5 其他形式的生命表 2.6 生命表建立的一般步骤 2.7 生命表分析 2.8 有关概念总结和比较
2.7 生命表分析:进一步了解种群数量动态的内在规律
和机制
(1)死亡率曲线: 以生命表中的年龄
或年龄组为横坐 标,以相应于各 年龄或年龄组的 qx值(死亡率)为 纵坐标作图所得。
(2)存活曲线
以生命表中的年龄或年龄组(或平均期望寿 命的百分离差)为横坐标,以相应于各年龄 或年龄组的nx值(存活数)(或其对数值)为 纵坐标作图所得。
另外还有动态混合生命表、图解式生命表, 植物生命表等。
第二部分种群生态学第三章生活史对策
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多变,难以预测、不确定 常是灾难性的、无规律、非密度制约 存活曲线C型,幼体存活率低 时间上变动大,不稳定,通常低于环 境容纳量K值。 多变,通常不紧张
发育快;增长力高;提早生育;体型 小;单次生殖 短,通常小于1年 高繁殖力
r选择者和K选择者之间有r-K连续体。
第二部分
种群生态学
第三章 生活史对策
第二部分
种群生态学
第三章 生活史对策
3.3 生殖对策
3.3.4 机遇、平衡和周期性生活史对策 Winemiller & Rose (1992)对鱼类生活史对策的研究表明, 生物在繁殖力、幼体成活率和性成熟年龄之间存在权衡,在这 三维空间中,鱼类的生态对策被划分为三种: ①机遇对策:繁殖力低(繁殖的能量分配高)、幼体成活率 低和性成熟早。 ②平衡对策:繁殖力低、幼体成活率高和性成熟晚,如胎生 或卵胎生鲨鱼。 ③ 周期性对策:繁殖力高、幼体成活率低和性成熟晚,如 中华鲟等。 3.4 滞育和休眠(自学) 如果当前环境苛刻,而未来环境预期会更好,生物可能进入 发育暂时延缓的休眠状态。昆虫的休眠称为滞育。 3.5 迁移(自学) 生物通过迁移到另一地点来躲避当地恶劣的环境。
r-选择者:是在不稳定
的环境中进化的,高繁殖率, 快速发育、小型成体,后代 数量多而个体小,高的繁殖 能量分配和短的世代时间 (周期);
K-选择者:正好相反,
它们在稳定的环境中进 化,高竞争力,生长缓 慢、大型成体,后代数 量少但体型大,低繁殖 能量分配和长的世代时 间。
第二部分
种群生态学
第三章 生活史对策
第二部分
种群生态学
第三章 生活史对策
3.1 能量分配与权衡
(1) 生长与繁殖的权衡:花旗松生长率与繁殖率负相关
生态学课件第三章 种群生态学
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一、种群生活史概述
• 2、研究任务 • 研究生活史的相似性与相异性及其与特定 生境的关系。 • 比较不同生活史类群的生物学意义及其生 态学解释,而不是研究其绝对现象。
一、种群生活史概述
• • • • • 3、研究内容 3.1 个体大小(size) 3.2 生长与发育 3.3 繁殖 3.4 扩散
一、种群生活史概述
• 其中, • 式中∑为总和,x为样方中某种个体数,f为含x个体样方 的出现频率,N为样本总数。
四、种群调节
• 生态学家提出许多不同的假说来解释种群的动态 机制,概括为: • 1、气候学派 • 2、生物学派 • 3、食物因素 • 4、自动调节学说
气候学派
• 气候学派多以昆虫为研究对象 • 其观点为种群参数受天气条件强烈影响,强调种 群数量的变动,否定稳定性。 • 以色列学者博登海默认为昆虫的早期死亡率有 85~90%是由于天气条件不良而引起的
三、种群空间格局
• • • • 种群的内分布型分三类: ①均匀型(uniform) ②随机型(random) ③成群型(clumped)
三、种群空间格局
• • • • • 种群内分布型检验 检验指标是方差/平均数比率,即S2/m。 若 S2/m=0, 属均匀分布; 若 S2/m=1, 属随机分布; 若 S2/m>1(显著),属成群分布。
• • • • • • • • 4、自然种群的数量变动 种群增长 季节消长 不规则波动 周期性波动 种群暴发 种群衰落 种群平衡
三、种群空间格局
• 种群空间格局(spatial pattern): • 种群空间格局——是组成种群的个体在其 生活空间中的位置状态或布局,也称为内 分布型(internal distribution pattern)。
生态学第二版林育真第二章种群试题

性比理论(:性比通常以种群中雄体对雌体的相对数表示,如雌雄体数相等,性比为1:1。大多数生物种群的性比倾向于1:1,这种倾向的进化原因叫做Fisher’s性比理论。
种群增长类型:一类是与密度无关的种群增长模型,即假定环境中空间、食物等资源是无限的,因而其增长率不随种群本身而变化;另一类是与密度有关的种群增长模型,有一个环境容纳量,增长率随密度上升而降低。
一、名词解释
种群
生态位
生态入侵
性比理论
种群增长类型
竞争排斥原理
种群动态
自疏现象
种群空间分布格局
环境容纳量
出生率
死亡率
生态寿命
密度制约因素
种群的年龄结构
遗传漂变
二、填空题
1.次级种群参数有_____、_____、_____和分布型等。
2.种群自动调节的三个学说是_____、_____和_____。
3.哈-温定律(Hardy-Weinberg law)认为,在一个_____、_____和_____的种群中,_____将世代保持稳定不变。
种群空间分布格局:组成种群的个体在其生活空间的位置状态或布局,称为种群空间分布格局或内分布型。大致可分为均匀型、随机型和成群型三种类型。
环境容纳量:对于一个种群来说,设想有一个环境条件所允许的最大种群值以K表示,当种群达到K值时,将不再增长,此时K值为环境容纳量。
出生率:是指某一阶段种群内出生个体数与种群总数量的比值
12.简述社会等级和优势等级的概念,并说明优势等级的作用。
13.逻辑斯谛增长曲线的形成过程及各阶段的特征。
种群及其基本特征
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物。因个体数只能反映单体生物的种群大小,对构 件生物就必须进行两个层次的数量统计,即合子产 生的个体数和组成每个个体的构件数。这是植物种 群与动物种群的重要区别。
4.2.1.2 种群的数量统计
• 研究种群动态先要统计种群数量,而第一步就是 划分所研究种群的边界(通常根据需要自行确 定)。
• 数量统计中最常用的指标是密度,分绝对密度和 相对密度。
4.2 种群动态
• 种群动态研究种群数量在时间和空间上的变动规律, 涉及数量、密度、分布、调节等问题。
4.2.1 种群的密度和分布 4.2.1.1 种群的大小和密度 • 种群的大小是一定区域内种群个体的数量,也可以
是生物量或能量。 • 种群的密度是单位面积、单位体积或单位生境中个
体的数目。 • 不同生物种群密度变化很大。 • 在调查分析种群密度时,应区别单体生物和构件生
4.种群增长率r和内禀增长率rm • 种群的实际增长率称自然增长率r,是出生率和死
亡率相减的结果。 • 生存条件不受限制得出的增长率为内禀增长率rm。 • 限制每对夫妇的子女数和晚婚晚育可减低r。 5.生殖价 • 用于描述某一年龄的雌体平均能对未来种群增长
所做的贡献。
• 是衡量种群内个体繁殖力和存活力的一个综合指 标。
4.3 种群调节
• 种群的数量变动是互相矛盾的两组过程— 出生和死亡、迁入和迁出—相互作用的综 合结果。
• 影响这4个因素的因子(包括非密度制约因 子和密度制约因子)都会影响种群的数量 变动,决定种群数量变动过程的是各种因 子的综合作用。
• 种群数量变动的机制有多种学说:外源性 种群调节理论(非密度制约的气候学派、 密度制约的生物学派)、内源性自动调节 理论(行为调节、内分泌调节、遗传调 节)。
生态学--第三章 种群生态学(2-3节)
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• • • • 两性关系 亲子关系 群体关系 社会关系
亲缘利他 互惠利他 纯粹利他
• 利他行为 • 种群对综合环境适应能力的提高
第三节 种群间的相互关系
种间关系 • • • • • • 类型 竞争 捕食 食草 中性 共生 生活 • 合作 生活 • 附生 • 寄生和拟寄生 A B - - O O + + + + 特 点 彼此互相抑制 A种杀死或吃掉B种 彼此互不影响 彼此有利,分开后不能 彼此有利,分开能独立
4、逻辑斯谛增长
dN / dt=N (r - cN)
N→K, dN / dt=0, r - cN=0 , c= r/ K dN/dt = rN (1- N/K) = rN (K-N) / K (k - N) / k: 逻辑斯谛系数
N>k,种群下降; N=k,种群不增不减;N<k种群上
升
4、逻辑斯谛增长
二、 种群数量的自然调节
• 种群数量的波动
• 非周期性波动:无规则
种群数量的自然调节
• 种群数量的波动
• 周期性波动
种群数量的自然调节
• 种群数量的波动
③ 季节波动 ④ 种群爆发
种群数量的自然调节
1. 种群数量的波动
• ⑤ 生态入侵
牵牛(Ipomoea nil)
马樱丹(Lantana camara)
第二节 种群增长
第二节 种群增长
• • • • • 简单的模型 几何增长 指数增长 逻辑斯谛增长★ 种群的数量自然调节
1、简单的模型
• Nt+1 – Nt = B + I – D –
E
B: birth, B=bNt I: immigrant D: death, D=dNt E: emigrant
种群生态学
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• 种群统计中必需确定个体。 • 动物由受精卵发育成一个个体,种群统计单位是个体; • 植物种群统计的单位不单是由种子发育而成的个体,也许
是营养生长形成的部分(茎、叶、花)。
韩山师范学院
王桔红
构件理论的核心 :
植物种群
基株 (或基元) 组成基株的 构件层次
受精卵发育来的全部产物。 无论是一棵苗或是由它经 无性生长形成的庞大无性 系都要被视为一个基株, 基株的数量与动物个体数 是对等的概念。
•
• •
度。 观察数同平均数之间的偏差大,方差也就越大, 即各观察数之间的离散程度大; 观察数同平均数之间的偏差小,方差就越小, 说明各观察数之间较接近,即各观测数据之间离 散程度小。
韩山师范学院
王桔红
• • • • •
A组:12,0,5,50,45,1,90 B组:25,32,18,7,30,16,12 C组:21,20,19,20,22,18,29 离散程度? 方差大小?
自然种群的特征 (1) 空间特征 (2) 数量特征 (3)遗传特征 种群是物种的基本存在单位 种群是物种繁殖单位 种群是物种进化单位 种群是群落的基本组成单位
韩山师范学院 王桔红
种群可以由单体生物或构件生物组成
• 单体生物(单型生物)指由一个受精卵发育而来的个体,
其发育过程是不可逆的,如大多数动物。 • 构件生物指具有无限生长能力的高等植物和营固着生活的 群体动物。生物体由许多构件单位重复组成。
Nt+1/Nt 表示种群年增长率或周限增长率(λ)
Nt+1 = Nt Nt+1>Nt Nt+1<Nt 韩山师范学院
λ=1 λ>1
λ<1 王桔红 种群?
韩山师范学院
种群生态学二课件

年龄锥体的三种基本类型
a下降型种群: 幼年组个体数少,老年组个体数多,种群的死亡率大于出生率,种群种群数量趋向减少。 b稳定型种群: 种群出生率大约与死亡率相当,种群稳。 c增长型种群: 幼年组个体数多,老年组个体数少,种群的死亡率小于出生率,种群迅速增长。
繁殖后期
繁殖期
繁殖前期
a
b
c
肯尼来、美国和澳大利亚的人口年龄结构
取样
取样(sampling)是生态学定量研究中一项最基础的工作。因为在种群或在群落水平上,要逐个计量和观察所有的生物体,几乎是不可能的。通常只能采取统计学的取样。 取样是生态学观察最经济最科学的一种手段,其目的在于根据总体(population)的某些部分即样本来估计总体。 因此,取样方法必须正确,务必使总体中预先确定的样本具有真实的代表性,否则导致错误判断。
思考题
第一节 种群及其基本特征
§1 种群的基本概念 §2 种群特征 §3 种群的分布与多度 §4 种群动态 §5 种群增长模型 §6 种群调节
§3 种群的分布与多度
种群分布界限 种群分布格局 生物体大小与种群密度关系 稀有与灭绝 种群多度的估计
种群的分布格局
个体可能呈随机、均匀和聚集分布等格局;在大尺度上,种群的个体则是聚积分布的。
标记重捕技术
标记重捕技术(Mark-recapture techniques):是一个有比较明确界限的区域内,捕捉一定量动物个体标记后,放回,经过一个适当的时期(标记个体和未标记个体重新充分混合)后,再进行重捕,根据重捕样本中标记者的比例,估计该区域种群总数。 在一些不易直接观测的环境(如森林、草原、水域)中的那些活动敏捷的动物,唯有标记重捕才有可能估计其种群数量。 标记重捕技术不收种群空间分布型的影响 标记重捕技术还可以用于研究野外动物的迁移扩散、估计动物寿命等。 标记重捕法的前提是标记个体与未标记个体在重捕时被捕的几率相等,因此该法的第一个基本条件是一系列的标记处理,从捕捉、标记到释放,都不能对标记个体的寿命、行为造成影响。
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Spiderhunter on banana
Malachite sunbird
Bat pollination
Pollinator decline/crisis 传粉者危机
2. 动物和人的 肠道微生物
Ruminant with multiple stomachs
Termite Mound Western Australia
39
植物的物理防御
玫瑰、月季 有刺
棘=酸枣 有刺
植物的化学防御机制:直接防御与间接防御
41
植物的化学防御机制: 直接防御与间接防御
间接防御:植物吸引害虫的天敌( 捕食者、 寄生虫)
42
植物农药
利用对植物的病虫害有毒的植物或其有效成 分制成的农药。 除虫菊、鱼藤、烟草中所含的有效成分是除 虫菊素、鱼藤酮、烟碱等。 这一类农药不仅对人、畜安全,而且不污染 境,因此这类农药是今后发展的重点之一。
作用
-
寄生 +
捕食 +
偏利 + 原始 合作 + 互利 共生 +
- 互相抑制,两种群均受伤害
0
甲种受害,乙种无影响
负相互作用
-
甲种受益,乙种受害
-
甲种捕食受益,乙种被捕食受 害
0
甲种有利,乙种无影响
+
互相有利,但不是必然的
正相互作用
+
相互作用、相互依赖
三、种间关系:互利合作
小 丑 鱼 & 海 葵
Cleaner fishes
◆ 生活史对策又称种群对环境变化的生态对策。 ◆ 定义:指一个物种或一个种群在生存斗争中对环境条件采
取适应的行为而有利于种生存和发展的对策。通常采取形 态适应、生理适应和生态适应。 ❖ 生态适应表现在生态行为和繁殖对策上。 ❖ 按生物的栖息环境和进化对策分为r-对策者和K-对策 者,前者属于r-选择,后者属于K-选择。 r-选择:有利于增加内禀增长率(rm) K-选择:有利于竞争能力增加
肠道不仅仅是人体消化吸收的场所,同时也是人体最大的免疫器官,在维持人体正常免疫防御功能中
发挥极其重要的作用。人体肠道为微生物栖息提供了良好的场所,成人肠道内的微生物数量庞大,重 量达1.2kg,2010年欧盟Meta HIT项目组在Nature发表了人体肠道微生物军菌落的基因目录,其包含的 基因数目约是人体自身的150倍。从而估计人体肠道中至少存在1000~1150种细菌。
捕食者-猎物种群数量变化 只是时滞效应吗? 饥饿的猞猁一定会毫不犹豫吃掉最后一只 雪兔,只要它找得到。
一个简单的的有猎物-捕食者种群构成的实验 体系,如果没有保护所,两个种群很快同归于 尽。 但是有足够的保护所,就会形成图示的波动模 式。
数量保护 Protection in Numbers
生活在一个大群体中提供了一种避 难所。除了社会群体能恐吓潜在捕 食者外,仅仅数字就可以降低单个 猎物或宿主被吃掉的概率。
第三章 种群生态学
第一节 种群分布 第二节 种群动态 第三节 种群增长模型 第四节 种群生活史策略 第五节 种间关系 第六节 种群生态学应用
第三章 种群生态学
第四节 生活史策略
不同大小和形状的种子
一株植物产生的种子大小和种子数量成反比
种子大小和幼苗成活率成正比
后代:数量还是质量 ?
因为所有的生物个体都只能获得有限的能量和 其他资源,所以后代的数量和大小之间存在着 一种权衡(trade-off): 那些产生较大后代的生物只能产生较少的后代 , 而那些产生较小后代的生物可能产生较多的后 代。
30 Years
1960
15 Years
1975
12 Years
1987
12 Years
寿命
r-选择
短,通常少于1年
K-选择
长,通常大于1年
世代周期 短长ຫໍສະໝຸດ 体型 小大繁殖能力 高
低
发育 快
慢
存活
幼体存活率低
幼体存活率高
数量
时间上变动大,不稳定; 时间上稳定;
远远低于环境承载力
通常邻近K值
气 候 多变,难以预测和不确定 稳定,较确定,可预测
死亡率
灾变性的,无规律,非密度 有规律性,密度制约 制约
0
甲种受害,乙种无影响
负相互作用
-
甲种受益,乙种受害
-
甲种捕食受益,乙种被捕食受 害
0
甲种有利,乙种无影响
+
互相有利,但不是必然的
正相互作用
+
相互作用、相互依赖
一、种间关系:竞争
相互干扰性竞争 :为争夺领域而进行的打斗或者其他各种干 扰行为
种间关系:竞争
资源利用性竞争:没有打斗或者其他直接的干扰,但利用同 类资源
-
甲种捕食受益,乙种被捕食受 害
0
甲种有利,乙种无影响
+
互相有利,但不是必然的
正相互作用
+
相互作用、相互依赖
二、种间关系:捕食
二、种间关系:植食/ 草食
二、种间关系:寄生
捕食关系中的中心问题之一
无论是狭义的捕食,还是广义捕食(包括植食 、寄生等),都是一种一面倒的关系,被捕食 的对象是被剥削的,处于弱势的一方。 这种关系要持续下去,显然宿主或者猎物需要 避难所。 避难所可能是一个无法进入的地方。然而,还 有许多其他类型的避难机制。很多都与场所无 关,但只要让猎物能得到足够保护就行。
海洋中壮观的鱼群
十三年蝉、十七年蝉
拟态 mimicry
一些动物的形态、色泽或斑纹等极似他物,借 以蒙蔽敌害,保护自身的现象。如尺蠖之极似 树枝,凤蝶幼虫之极似鸟粪等。 贝茨氏拟态:可食性物种模拟有毒、有刺或味 道不佳的不可食物种的拟态现象。 米勒氏拟态:两种具有警戒色的不可食物种互 相模拟的拟态现象。
人体微生物的各种正面作用
上海交通大学微生物 学家赵立平 从60公斤至90公斤, 腰围一度达到了110厘 米。
经过两年的饮食疗法, 他的体重减少了20公 斤,身体各项指标恢 复正常。一种有抗炎 作用的普氏粪杆菌 (Faecalibacterium prausnitzii)在他的肠 道中逐渐成为优势种。
种间
其他类型的种间关系
• 抗生:一个物种种群通过分泌化学物质 抑制另一个物种种群的生长和生存。 如:青霉、红腰鞭毛虫、常绿阔叶灌木
• 互抗:两个物种种群双方都受害会死亡, 竞争同一资源,如:两种寄生物寄生在 同一寄主体内。
种间协同进化(co-evolution)
一个物种的进化必然会改变作用于其它生物的选择压力,引起 其它生物也发生变化,这些变化反过来引起相关物种的进一 步变化。 捕食者和猎物之间的相互作用 植物与其传粉者之间的协同进化 寄主-寄生物协同进化 共生物种间的协同进化
恐惧与庇护所的生态
• 捕食者也可以通过改变它们的行 为来影响猎物的数量。
• 捕食者对猎物种群的这种行为 影响,被广泛称为“恐惧生态”, 是猎物避免高风险情况的结果。
捕食者-猎物之间的“军备竞赛”
尽管有动物的取食,但是地球还是绿色的, 为什么?
原因1: 草食动物的天敌限制其数量。 原因2: 植物的防御机制
Cleaner shrimp
珊瑚 = 珊瑚虫 + 虫黄藻
地衣 = 真菌 + 藻类
概念
兼性互利
有些物种可以在 没有互惠伙伴的 情况下生存,因 此这种关系被称 为兼性互利。 例如牛背鹭和牛
专性互利
有些物种如此依赖 互惠关系,以至于 它们无法在没有互 惠关系的情况下生 存。这种关系是一 种专性互利关系。
例如地衣中的藻类 和真菌
1. 植物的互惠伙伴
• 植物受益于多种多样的互惠伙伴关 系, 包括各种细菌、真菌和动物。
• 细菌:根瘤菌 • 真菌:丛枝菌根 • 动物:传粉者, 种子传播者
促进植物生长的细菌内生菌 plant growth-promoting bacterial
endophytes
Honeybee pollinating peach tree
Honeybee covered with pollen
Tiger Swallowtail and Butterfly Bush
Cerambycid beetle pollinating a passionflower
天牛对一朵西番莲的授粉
彗星兰与马岛长喙天蛾相生相伴
彗 星 兰 与 马 岛 长 喙 天 蛾
Fly on Orbea – carrion flower 腐肉花
世界上最大的花朵,大花草
Royal Botanical Garden, Kew, Amorphophallus titanum 英国邱园,尸香魔芋
Figs and Fig Wasps 榕小蜂
More Bird Pollination
成年生存率和繁殖分配
(adult survival and reproduction Allocation)
如果成年个体存活率较低,生物会在 较早的年龄就开始繁殖,并将更多的 能量预算投入到繁殖中;
如果成年个体存活率较低较高,生物 将生殖推迟到较晚的年龄,并将较小 比例的资源分配给生殖。
生活史对策
相互作 对种群的影响 用类型 甲种群 乙种群
无影响 0
0
相互作用的一般特征 彼此不受影响
+ benefit - Harm -0 Neither
中性作用
竞争 -
偏害
作用
-
寄生 +
捕食 +
偏利 + 原始 合作 + 互利 共生 +
- 互相抑制,两种群均受伤害
0
甲种受害,乙种无影响