种群生态学-种群及其基本特征

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成群分布
• 成群分布:种群内个体 在空间分布极不均匀, 呈块状或呈簇、成群分 布
• 原因: – 微地形的差异:植 物适于某一区域生 长,而不适于另外 区域生长 – 繁殖特性所致:种 子不易移动而使幼 树在母树周围或无 性繁殖 – 动物和人为活动的 影响 – 资源分布和动物的 社会行为
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检验方法-方差/平均数比率
48
斑块分布3
49
斑块分布4
50
种群的内分布型51
• 每一个体在种群领域中各 个点上出现的机会是相等 的,并且某一个体的存在 不影响其他个体的分布。
• 随机分布比较少见,因为 在环境资源分布均匀,种 群内个体间没有彼此吸引 或排斥的情况下,才产生 随机分布
• 当一批植物(种子繁殖)首 次入侵裸地上,常形成随 机分布,但要求裸地的环 境较为均一
– 别名:群体、居群、繁群、族群或个体群
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4.1.2 自然种群的基本特征
• 空间特征:种群具有一定的分布区域 • 数量特征:每单位面积(或空间)上的个体数量(即密度)
及变动 • 遗传特征:种群具有一定的基因组成 • 不是个体的简单相加:有机体之间相互作用,整体上
呈现组织结构特性 • 个体之间差异性:不同的发育阶段(年龄不同);同一
– 当N变大时,抑制效应增高,直到当N= K时,(1(N/K))变成了(1-(K/K))等于0,这时种群的增长为 零,种群达到了一个稳定的大小不变的平衡状态。
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逻辑斯谛方程
• 密度制约的发生导致r随密度增加而降低,这与r 保持不变的非密度制约性的情况相反。
• S曲线可以解释并描述为非密度制约增长方程乘 上一个密度制约因子,就得到逻辑斯谛方程 (logistic equation)。
4

18

17


16

光 15
季 节
期 14

hr 13 10°

12
20°

30°

11
35°

40°
10
45°

50°

9

2
4
50°
45° 40° 35° 30° 20° 10°
6
8
6
7
8

9
10 期
11 hr
10°
20° 12
30° 35°
40° 13
45
°
50° 14
15
5、描述 不同季节 各纬度的 日照长度 变化特点
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与密度无关的种群增长模型
• 非密度制约性种群增长 • 种群在“无限”的环境中,即假定环境中的空间、食
物等资源是无限的,则种群就能发挥内禀增长能力, 数量迅速增加 • 种群增长率不随种群本身的密度而变化,种群呈指数 增长格局 • 种群离散增长模型 • 种群连续增长模型
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种群离散增长模型
• 世代不重叠,资源不受限制 • 在起始时刻,种群数量为N0, 经过一代繁殖时,
宽。表示种群中幼体比例很小而老体个体的比例较 大,种群的死亡率大于出生率。说明种群数量趋于 下降,为衰退种群。
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性比
• 性比
– 第一性比 – 第二性比 – 第三性比
• 性比种群出生率的影响
– 一雄一雌(♂♀) :1000只鸟♂/ ♀=6:4,不刚好为 各一半
– 一雄多雌(♂♀♀):♀比♂多几倍,不影响出生率 – 一雌多雄(♀♂♂): ♂ 比♀多几倍,影响出生率
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4.2.2 种群统计学
• 种群统计的基本指标 • 年龄、时期结构和性比 • 生命表、存活曲线和种群增长率
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种群统计的基本指标
• 种群密度 • 初级种群参数
– 出生率 (natality): 最大出生率和实际出生率 – 死亡率 (mortality):最低死亡率和 实际死亡率 – 迁入和迁出
Ⅱ型:表示个体各时期的死 亡率是对等的。鸟类
Ⅲ型:表示幼体的死亡率很 高,以后的死亡率低而稳 定。鱼类、两栖类、牡蛎、 甲壳类。
69
SURVIVORSHIP CURVES
70
种群增长率(r)和内禀增长率(rm)
• 种群增长率:种群的实际增长率
– 自然增长率:出生率-死亡率 – r=lnRo /T – Ro为净世代增殖率,T为世代时间
42
样方法
草 原43
44
种群的空间结构
• 内分布型:组成种群的个体在其生活空间中的状态或布局 – 类型:随机的、均匀的、成群的 – 原因:资源分布不均、种子传播方式、动物集群行为/植物 的斑块分布
• 内分布型的检验:方差/平均数比率 • 样方大小对格局的影响
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集群行为
46
斑块分布1
47
斑块分布2
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4.2.1 种群的密度和分布
• 种群的大小和密度
– 大小:个体数量或生物量、能量 – 密度:单位面积或体积、生境中的个体数量或生物
量、能量 – 构件生物的密度统计:个体数和构件数
• 种群的数量统计 • 种群的空间结构
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种群数量统计
• 绝对密度:单位面积或空间上的个体数量 • 相对密度:表示个体数量多少的相对指标 • 估计方法
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两点假设
• 环境容纳量(K):环境条件所容纳的种群最 大值
• 增长率随密度上升而降低的变化,是成比例 的。每一个体利用空间为1/K,N个体利用 N/K空间,剩余空间为1- N/K。
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种群增长的S形曲线
一个在资源有限的空间中生长的简单种群, 其增长可简单的描述成“S”型曲线 。
– 在种群增长早期阶段,种群大小N很小,N/K值 也很小,因此1-N/K接近于1,抑制效应可忽略不 计,种群增长实质上为rN,呈几何增长。
• 动态生命表与静态生命表比较
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生命表的作用和格式
• 作用
– 综合评定种群各年龄组的死亡率和寿命 – 预测某一年龄组的个体能活多少年 – 研究不同年龄组的个体比例情况
• 格式
– nx=在x期开始时的存活数 – lx=在x期开始时的存活率:lx=nx/n0 – dx=从x到x+1的死亡数 (dx = nx – nx+1) ; – qx:从x到x+1的死亡率 ( qx= dx / nx ) – Lx是从x到x+1期的平均存活数:Lx=(lx + lx+1 )/ 2x – Tx: 进入x龄期的全部个体在进入x期以后的存活个体年数:
随机分布
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均匀分布
• 种群内的各个体在空间的 分布呈等距离的分布格局。 如人工林
• 原因:种群内个体间的竞 争
– 森林中植物为竞争阳光 (树冠)和土壤中营养物 (根际)
– 沙漠中植物为竞争水分
– 优势种呈均匀分布而使 其伴生植物也呈均匀分 布
– 地形或土壤物理形状的 均匀分布使植物呈均匀 分布
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• s2/m=0 均匀分布 • s2/m=1 随机分布 • s2/m>1 成群分布
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The effect of quadrate size
The effect of quadrate size on the analysis of dispersion
(a) 实际分布 (b) 大块的样方,结果呈现是clumped (c)小块的样方,结果呈现的是random
Tx= Lx – ex=在x期开始时的平均生命期望或平均余年ex = Tx / nx
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藤壶的生命表
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存活曲线
• 以存活数的对数(lgnx)对 年龄(x)作图可得到存活曲 线
• 应用:直观表达同生群的 存活过程
• 存活曲线的模式
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存活曲线的模式
Ⅰ型:表示种群在接近于生 理寿命之前,只有个别的 死亡。死亡率直到末期才 升高。如大型兽类和人类。
• 增长型种群:基部宽,顶部狭。表示种群有大量
幼体而老年个体较小,反映该比较年轻并且种群的 出生率大于死亡率,是迅速增长的种群。
• 稳定型种群:大致呈钟型,从基部到顶部具有缓
慢变化或大体相似的结构,说明幼年个体和中老年 个体数量大致相等,出生率与死亡率大致相等,种 群数量处于相对稳定状态。
• 下降型种群:呈壶型,基部比较狭、而顶部比较
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知识点的回顾
11、不同的波长的紫外线具有不同生理作用,被用来杀灭空气、 水体和各种体表微生物的紫外线的波长范围是( ) [A ] 340-400nm [B ] 300-340nm [C] 200-300nm [D] 340-440nm
11
知识点的回顾
12、什么是光周期现象?
12
知识点的回顾
4.1 种群的概念
• 4.1.1 种群 (population)
• 同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合
– 单体生物 (unitary organism):个体由一个受精卵直接发育而 成,如鸟类、哺乳类、两栖类和昆虫;
– 构件生物 (modular organism):受精卵先发育成构件,再发育 成更多的构件,如叶子(虎耳草、芦荟、多肉植物)、芽(马 铃薯)、茎(甘薯、葡萄、月季、菊类);动物如草履虫、水 蛭
• 次级种群参数
– 年龄、时期结构 – 性比 – 种群增长率
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年龄、时期结构和性比
• 年龄结构 • 年龄锥体(年龄金字塔) (Age pyramid) • 时期结构 (Stage structure) • 个体大小群 • 构件生物的年龄结构 • 性比 (sex ratio)
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年龄锥体
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年龄结构的三种类型
• 控制人口途径:
– 降低Ro值,降低世代增值率,限制每对夫妇的子女 数
– T值增大:推迟首次生殖时间或晚婚来达到
• 内禀增长率(rm):
– 当环境无限制(空间、食物和其他有机体在理想条件 下) ,稳定年龄结构的种群所能达到的最大增长率
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4.2.3 种群的增长模型
• 与密度无关的种群增长模型 • 与密度有关的种群增长模型
13、关于地球上水的来源有两个假说,分别是( )和( )
13
知识点的回顾
14、地球的总储水量是( ),其中淡水仅占总水量的( )。
14
15、简述地球上的水循环过程
15
16、地球上水循环所涉及的空间尺度有多大?
16
17、为什么说水是生物生存的重要条件?
17
18、植物体内的水分来源和去向有哪些途径?
知识点的回顾
1、什么是光合作用?
1
知识点的回顾
2、生物质能是居于世界能源消耗总量的第四位能源, 在生物质能技术研发方面,日本、印度、美国、巴 西各自开展了那些重大研究计划?
2
知识点的回顾
3、太阳辐射包括哪三部分光谱,它们各占太阳总辐射 的比例是多少?
3
知识点的回顾
4、影响太阳辐射的因素有哪些?
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不同国家的年龄结构
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生命表、存活曲线和种群增长率
• 生命表
– 生命表的类型 – 生命表的作用和格式 – 综合生命表
• 存活曲线 • 种群增长率和内禀增长率
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生命表的类型
• 动态生命表
– 同生群生命表 – 水平生命表 – 同生群和同生群分析
• 静态生命表
– 特定时间生命表 – 垂直生命表
10
12M
5
知识点的回顾
6、简述光强、光质的分布规律。
6
知识点的回顾
7、地球上温度的分布特征有哪些?
7
知识点的回顾
8、土壤温度的分布特征有哪些?
8
知识点的回顾
9、夏、秋两季水体生物生产力较低的原因是什么?
9
知识点的回顾
10、不同的光质会形成不同的光合产物,通常情况下 ,红橙光被( )吸收,促进( )的合成;蓝紫 光被( )和( )吸收,促进( )的合成
– 总数量调查法:在某一面积的同种个体数目。 – 样方法:在若干样方中计算全部个体,以其平均值推广来估
计种群整体。样方需要有代表性并随机取样。 – 标记重捕法:对移动位置的动物,在调查样地上,捕获一部
分个体进行标志,然后放回,经一定期限后进行重捕。根据 重捕取样中标志比例与样地总数中标志比例相等的假定,来 估计样地中被调查的动物总数。
种群数量N1为: N1 N0 R0 • 经过t代繁殖时,种群数量Nt为:Nt N0R0t
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种群连续增长模型
• 有世代重叠,资源不受限制
• 微分式: dN / dt rN
• 积分式: Nt N0ert
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与密度有关的种群增长模型
• 两点假设 • 种群增长的S形曲线 • 逻辑斯谛方程 • 逻辑斯谛曲线的拟合
生长阶段,个体贡献不同 • 个体水平与种群水平的差异:个体有出生、死亡,种
群称为出生率和死亡率 24
种群的几个例子
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种群的几个例子
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种群的几个例子
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种群的几个例子
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4.2 种群动态
4.2.1 种群的密度和分布 4.2.2 种群统计学 4.2.3 种群增长模型 4.2.4 自然种群的数量变动
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19、土壤的生态学意义有哪些?
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20、根据植物对盐土环境的生理适应机制的不同,盐土植物可以划 分为( )、( )、( )、( )。
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21、沙生植物对干旱环境表现出了哪些适应特性
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第四章 种群及其基本特征
4.1 种群的概念 4.2 种群动态 4.3 种群调节 4.4 集合种群动态
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