生态学种群的数量波动和调节
生态学基础讲义-6-1
4.3.4 生态对策
生物适应于所生存的环境并朝着一定的方向进化的对策就
是生态对策。
r-对策者：个体小、寿命短、存活率低、但增殖率（r） 高，具有较大的扩散能力，适应于多变的栖息环境，如昆 虫、细菌、杂草及一年生短命植物（是物种形成的丰富资 源泉）。
K-对策者：个体大、寿命长、存活率高，适应于稳定的栖 息环境，不具有较大的扩散能力，仅具有较强的竞争能力， 种群密度较稳定，如乔木、大型肉食动物。（物种保护对
4.4.5 种群的社会等级及分工
社会是进化的最高阶段。优势个体在食物、栖所、配偶选 择中均有优先权。强者首先获得了交配和产后代的机会， 有利于种族的保存和延续。 社会等级在动物界中相当普遍（鱼类、爬行类、鸟类和兽 类）。高地位的优势个体身体强壮、体重大、性成熟度高、 具有打斗经验。 社会等级制形成社会分工，使社会的成员分为职责、行为、 形态各异的“等级“。
两类作用往往互相联系，难以分开。例如，气候因素影响 食物供给，后者影响出生率从而影响种群密度。
内源性因素的密 度制约作用（种 群内部个体间）
外源性生物因素 的密度制约作用 （种群之间、食物）
种群密度
外源性非生物因素的非密度 制约作用（光、温、水等）
2. 种群调节理论
气候学派：多以昆虫为研究对象，认为种群参 数受天气条件强烈影响。 生物学派：主张捕食、寄生、竞争等生物过程 对种群调节起决定作用。 食物因素：英国鸟类学家ck认为，就大多 数脊椎动物而言，食物短缺是最重要的限制因 子。 自动调节学说：将焦点放在动物种群内部。分 为行为调节、内分泌调VES
4.2.5 种群的内禀增长率
内禀增长率（r m）：指在环境条件（食物、领地
种群的特征和数量变动
探究培养液中酵母菌种群数量的变化 1．实验原理 (1)在含糖的液体培养基(培养液)中酵母菌繁殖很快，迅速形 成一个封闭容器内的酵母菌种群，通过细胞计数可以测定 封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化。 (2)养分、空间、温度和有毒排泄物等是影响种群数量持续增 长的限制因素。 (3)自然界中资源和空间总是有限的，酵母菌种群呈“S”型 增长。 2．实验方法与步骤 提出问题→作出假设→讨论探究思路→制订计划→实施计划→ 按计划中确定的工作流程认真操作，做好实验记录→分析 结果，得出结论→将记录的数据用曲线图表示出来。
样方法计数原则：“记上不记下，计左不计右” [例3]金榜P144T2、3、5 4、年龄组成的种类和特点
[例4]种群年龄组成图示解读 1.模式图 种群的年龄组成大致可分为图示A、B、C三种类型，据图回答：
表示老年个体）
（1）我国在50～60年代出现生育高峰，因此造成了70年代初期人 口的年龄组成成为图 A 所示类型。 （2）在渔业生产中，要严格控制渔网孔眼大小以保护幼鱼，捕捞 后，该水域中该鱼种群的年龄组成成为图A 所示类型。 （3）农业生产上应用性引诱剂来干扰害虫交尾的措施，有可能使 该种群害虫的年龄组成成为图 C 所示类型。
2.柱形图 下图是四种不同种群中不同年龄的个体所占的比例，其中种群 密度可能越来越小的是（A ）
B C D 表示幼年个体， 表示成年个体， 表示老年个体 3.坐标曲线 下图中的图甲、图乙为某种生物种群的年龄组成曲线，如不考 虑其它因素，种群甲和种群乙未来数量的发展趋势是（B ） A.衰退型和增长型 B.增长型和衰退型 C.稳定型和衰退型 D.稳定型和增长型
B ①图一中增长速率最快的是________ 点，CD段表示鼠群数 量不再增长，其原因可能是 食物和空间减少、天敌数量增加 __________________________ 。 灭鼠时除了捕杀老鼠，使其数量减少，同时还应该 设法降低其环境容纳量(K值) _____________________________ 。 ②图二的研究结果告诉我们，最大放牧量不应该超过 B 草场退化 。 ________ 点，如果长期超过C点将会造成________
种群生态学2
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08章 种群调节
第八章种群调节一个种群不可能无限制地增长，由于空间和资源的限制种群增长只能达到环境容量。
此时种群数量还是变化的，或在环境容量上下波动、或减幅振荡、或增幅振荡灭绝等，种群数量趋于保持在环境容量水平上的现象称为种群调节。
这是一个广义的概念，种群数量波动时，种群调节表现明显。
人们对自然界动物种群中进行过许多种群调节研究，主要是针对波动种群的调节。
最经典的种群调节例子是加拿大的猞猁（哺乳动物，外形象猫，但大得多，皮毛厚而软，珍贵），由保存了1800年后捕猎其皮毛的记录，得出猞猁种群每9~10年一个高峰，平均是9.6年，每次高峰后捕获数量急剧下降。
北方鼠类（旅鼠、姬鼠、田鼠、小兴安岭的棕背鼠平）种群3~4年一个周期；蝗虫种群1695~1895年间每40年大发生一次。
种群数量变动是出生和死亡、迁入和迁出作用的结果，而影响出生、死亡、迁入、迁出的因素是复杂的，决定种群数量的因素组合也是多样的。
生态学家为揭示种群调节的本质，提出了许多学说解释种群调节的机制。
不同的作者（Odum, Price, 孙儒泳、徐汝梅等）均作过不同的归类说明。
§1. 动物种群调节学说一、非密度制约因素某种因素对种群的效应与种群密度无关，这类因素统称为非密度制约因素。
当种群在一定密度范围内，这类因素起着限制种群数量的作用，其本身并不受种群密度所制约，如气候因素。
1. 气候学派①代表人物：（以色列）Bodenheimer（博登海默, 1928）。
②主要观点：a.种群参数受天气条件的强烈影响；b.种群数量和大发生与天气条件的变化明显相关；c.强调种群数量的变动，否认种群的稳定性；澳大利亚动物学家Andrewartha(安德烈沃斯)和Birch(伯奇)（1954）研究蓟马种群长达14年，认为有利于蓟马种群迅速增长的天气期限不够长，是限制蓟马种群增长的主要因素，以致于蓟马没有足够的时间增加到环境容量。
而竞争食物的结果对种群数量影响不大，密度制约因素不是重要的。
种群数量的波动及调节
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第四节 种群数量的波动及调节
一、种群非周期波动及周期波动
蝗虫的数量变 化曲线
非周期波动？
蝗虫的数量变 化受气候、食 物、天敌、疾 病等因素影响。
周期波动？
自然环境条件下，种群数量总是在K值附 近上下波动
K值——种群在一定环境中的稳定平衡 密度。
二、种群数量的外源性调节因素
外源性因素：
1
食物：
2
天敌：
3
气候：（温度、 湿度）4疾病：源自源物、 寄生物0102
种群数量的内源性调节因素
一．领域行为 二．内分泌调节
藏羚羊在哭泣
1、当种群数量达到K值时，可能出现的现象 是（ ） B A、生态因素对该种群的影响没有作用
B、种群的增长率保持相对稳定
C、食物将不再是限制种群发展的因素
D、出生率再也不会超过死亡率
病……对其进行种群密度的调查中，请从a、b曲线的理论上
存在的条件，推测有效灭鼠的措施___________，降低环境 _清_垃_圾_封__食_物____量，使鼠群的______容__纳曲量线变化，转变成____。
a
b
答能案在： 这一环境中所能承载的这一种群 ((的21)）“最能S大”型数能增在量长这（一环密境度中所）能，承载即的这这一一种环群境的最所大数量 （能密养度）活，的即这种一群环境的所最能大养活数的量种群。的最大数量 。
(3）对珍稀动物的保护最根本的措施是保护它的生存环境， 使该种动物的环境容纳量有所提高，这个种群的数量自然会 增长。草原的放牧量应该控制在接近环境容纳量为宜，如果 过多放牧会影响牛羊的生长以及草原的恢复。如果破坏了环 (境1，)在还实会验造室成条环件境下容用纳草量履的虫降、低酵。母菌所作的实验与上述结 果相似，表明种群在一定空间、一“定S资”源型条增件长下的增长类 型，一般都是能___________。(2)曲线的纵坐标_______(“能” 或“不能”)反映种群密度的大小。在一定环境中种群增长 曲线的渐近线，生态学上称为环境容纳量，其含义是 _______。一个种群的环境容纳量______(“能够”或“不能 够”）随着环境的能变化而改变。(3)试根据容纳量的概念对 珍稀动物的保护、草原的合理放牧分别提出你的建议。
生态学种群生态学23节
• 有一个环境容纳量（K，Nt=K零增长）
• 增长率随密度上升按比例变化
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
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
λ=er
与密度有关的种群连续增长模型
• 环境容量有限、没有迁入迁出、世代重叠、具年
龄结构
• 与密度有关的单种群连续增长模型
• Logistic增长 • dN/dt=rN·(1-N/K)= rN·[(K-N)/K] • Nt=K/(1+eα-rt) • 环境容量K • 相邻压力：N/K • 剩余空间： 1-N/K
大米草 (Spartina anglica)
薇甘菊(Mikania micrantha)
红瓜(Coccinia cordifolia)
猫爪藤 (Macfadyena unguis-cati)
银胶菊 (Parthenium hysterophorus
五爪金龙 (Ipomoea cairica)
当没有竞争情况下, α12或N2等于0, α21或 N1等于0;即呈S曲线.
有的内在增长能力)
dN / dt = r N → dN / N = r dt
《生态学》复习资料(完整版)
《生态学》复习资料（完整版）一、名词解释。
1、环境：某一特定生物体或生物群体生存空间一切要素的总和，包括生物生存空间内的各种条件。
生境：又称栖息地，是生物生活的空间和其中全部生态因素的综合体，即生物生活的具体场所。
因此，相对于一般“环境”而言，生境对生物具有更实际的意义。
2、种群：在特定时间内，占据一定空间的同种生物个体的集合。
3、互利共生：两物种相互有利的共居关系，并且彼此间有直接的营养物质交流，相互依赖、相互依存，双方获利。
4、群落演替：生物群落随时间的推移而发生的某些物种消失而某些物种侵入，使生物群落及其环境向着一定方向有顺序的发展变化的过程5、城市生态系统；城市生态系统是城市居民与其环境相互作用而形成的统一整体,也是人类对自然环境的适应、加工、改造而建设起来的特殊的人工生态系统。
6、生态系统：即生物群落与其生存环境之间，以及生物种群之间密切联系、相互作用，通过物质交换、能量转换和信息传递，成为占据一定空间、具有一定结构、执行一定功能的动态平衡体系。
7、生物群落：特定空间或生境中所有生物种群的集合。
包括植物、动物和微生物等各个物种种群，共同构成了生态系统中有生命的部分。
8、生物量：在某一特定的的调查时刻单位面积上积存的有机物质的量。
dB/dt=NP-H-D9、食物链：各种生物通过一系列吃与被吃的关系，把这种生物与那种生物紧密地联系起来，这种生物之间以食物营养关系彼此联系起来的序列，在生态学上被称为食物链。
食物网：在生态系统中生物间错综复杂的网状食物关系。
10、生态位：在自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。
11、温室效应：透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应，就是太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。
12、生物多样性：指生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化和变异性。
种群数量波动及调节
一、影响种群数量变化的因素 直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出
间接因素：食物、气候、传染病、天敌
重要因素：人类的活动
一、种群数量的波动性
由于出生率和死亡率的变动和环境条件的改 变所引起的种群个体数量随时间的变化。
K
* 环境容纳量是种群数量的平均值，实际的 种群数量在这个平均值的上下波动。
群的环境容纳量能______(“能够”或“不能够”）随
着环境的变化而改变。(3)试根据容纳量的概念对珍
稀动物的保护、草原的合理放牧分别提出你的建议。
啮齿类动物——长耳跳鼠
生存压 力增加
内分泌 失调
出生率 降低
周期性波动
外源性调节因素
类型 包括
种群的数量波动
调节 因素
非周期性波动
内源性调节因素
研究种群数量变化的意义 1．合理利用和保护野生生物资源
2．为防治有害生物提供科学依据
练习巩固 1、下列各备选项目中，哪项与种群数量的
变化不直接相关？（ ）C
C 种群增长率在各阶段是不相同的
D 种群增长不受种群密度制约
4、在放有5mL培养液的培养瓶中放入少量酵母 菌菌种，然后每隔一天统计一次酵母菌的数量。 经过反复实验，得出如右图所示的结果：对这一
结果的分析，错误的是B（ ）
A.酵母菌的生长呈现 出“S”型增长
B.酵母菌种群在第4天 增长率达到最大
C.在第4天至第6天中， 种群的出生率等于 死亡率
A、气候 C、分布型
B、出生率 D、食物
2、下面哪种因素对种群数量的调节有影
响？（ ）E
A、捕食 B、领域行为 C、气候 D、寄生E、以上均有影响
东北师范大学《生态学》课件 第三章：种群生态学(上)
（6）对逻辑斯谛增长模型的评价
1)野外种群适合逻辑斯谛增长的并不多见，某些种群只在短 期内表现出该规律，它们通常是生活史比较单纯的种类。
2）自然种群经常处于变动之中，稳定于K值不变的情况缺 乏充分的证据。
3）J型、S型种群增长只能代表两种典型情况，实际增长的 变型可能很多。
4）没有时滞的假定对于多数自然种群而言很难符合。 5）逻辑斯谛增长模型（包括指数增长模型）提供了种群增
（2）逻辑斯谛增长的数学模型
（5）
···············
（3）逻辑斯谛方程的生物学意义
1）如果N 0，（1－N/K） 1，几乎全
部K空间未被利用，潜在的最大增长能
充分实现；
(4) J 型、S 型种群增长曲 线
种 群 数 dN/dt=rN 量
N
环境阻力 dN/dt=rN (1-N/K)
时间 t
3）每年生殖次数。
植物的性成熟速度、结实率、每次产种量、每年 生殖次数等差异也很大。
例：二度梅，箭竹
关于“二度梅”：
我国梅界权威、中国工程院院士、北京林业 大学教授陈俊愉评价说：“杨春海研究开发的 ‘二度梅’性状稳定，可以肯定是个一年开两季 花的梅花新种，近期将登录为国际名品，这是对 梅界的重大贡献。”
种群年龄结构有3种基本类型： 1）增长型 2）稳定型 3）衰退型
关于高等植物个体年龄的判定方法
• 如何确定植物个体的年龄是植物种群年龄结构研究的 关键或“瓶颈”。
• 查年轮或轮生枝的“轮数”（某些针叶树）； • 钻取木芯记数年轮; • 建立年龄与胸径、树高的回归模型; • 杨允菲提出了鉴别根茎禾草无性系种群年龄结构的准
第三章 种群生态学
第一节 种群的基本特征
种群数量的变化分析
种群增长的“J”型曲线：
①产生条件：
理想状态：食物充足，空间不限，气候适宜， 没有敌害等；
②增长特点： 种群数量每年以一定的倍数增长，
第二年是第一年的λ倍．
③量的计算：t年后种群的数量为 Nt=N0 λt
（N0为起始数量， t为时间（年），Nt表示t年后该种群的数 量，λ为年均增长率．）
(4)既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受破
坏，应该使该动物中群体的数量保持在图中哪一点所代表的水平上?
_____b______。
2.种群数量的波动和下降
种群数量的变化包括 增长、波动、稳定和下降、消亡等
思考：种群数量达到“K”值时，都能在“K”维持稳 定吗？
影响种群数量变化的因素
下降
增长速率＝(这一次总数－上一次总数)/时间 可用曲线的斜率表示
注意：
用达尔文的观点分析“J、S”曲线
• 问题：
种 群 J型曲
“J”型曲线表明生物具有什
数 量
线
么特性？图中阴影部分表示
什么？
K值
环S境型阻曲 力
线
时间
1的“特J性”。型曲线用达尔文的观点分析表明生物具有过度繁殖
2、图中阴影部分表示：环境阻力；用达尔文的观点分析是
环境负荷量（ K值）：
由于环境阻力的存在和作用，一定环 境所能承载的某一种群的最大数量称为环 境负荷量。
1.同一种生物的 K 值不是固定不变的，会受到环境的 影响，在环境不遭受破坏的情况下，K 值会在平均值附近上下 波动。( √ )
2．当环境遭受破坏时，K 值下降；当生物生存环境改善时， K 值上升。( √ )
探究培养液中酵母菌数量的动态变化
保持种群数量稳定的机制
保持种群数量稳定的机制在自然界中，种群数量的稳定性对于维持生态系统的平衡和生物多样性的保护至关重要。
然而，由于人类活动的干扰和环境变化，种群数量经常受到不同程度的波动和威胁。
为了保持种群数量的稳定，需要采取一系列机制和措施。
一种常见的机制是自然的调节作用。
自然选择和食物链的调节可以影响种群数量的变动。
例如，资源有限的环境中，食物链中的捕食者数量将随着猎物数量的增加而增加。
猎食者的增加会减少猎物的数量，从而使种群数量得以稳定。
而当猎物数量减少时，捕食者的数量也会相应减少，种群数量也有可能回升。
另一个保持种群数量稳定的机制是生物的适应性。
适应性是生物在不同环境中生存和繁殖能力的改变。
对于环境中的威胁和变化，种群会逐渐进化出适应性较强的个体，以确保下一代的生存。
例如，在短暂的环境容忍度下，个体繁殖能力较强的物种数量会更多。
这种适应性能够有效地避免种群数量的快速下降。
政府和环保组织在保护野生动物的种群数量稳定性方面也发挥着重要作用。
政府可以通过制定法律和政策来保护濒危物种和栖息地。
例如，禁止猎杀濒危物种和限制资源开发等措施是常见的保护种群数量稳定性的法律措施。
而环保组织可以通过宣传和教育活动提高公众对于保护野生动物的意识，鼓励人们关注和参与保护活动。
除了以上提到的机制和措施，科学研究也在为保持种群数量稳定寻找新的方法和解决方案。
生态学家利用数学模型和实地调查收集数据，以便更好地理解和预测种群数量的变动。
这些研究成果有助于提供具体的保护建议和政策制定，以保持种群数量的稳定。
总之，保持种群数量稳定是维持生态系统平衡和生物多样性的重要因素。
自然的调节作用、生物的适应性、政府和环保组织的保护措施以及科学研究的进展都为保持种群数量稳定提供了宝贵的机制和方法。
我们应该加大对于保护野生动物和生物多样性的关注，共同努力保持和平衡自然生态系统中的各种种群数量。
第三章生物种群!
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2.随机型分布（Random Distribution)
即种群内个体在空间的位置不受其 它个体分布的影响（即相互独立）； 同时每个个体在任一空间分布的概 率是相等的。
随机分布比较少见，因为在环境 的分布均匀一致，种群内个体间没 有彼此吸引或排斥时才易产生随机 分布。自然界中比较罕见。农田里 的害虫，在入侵的初期，种群密度 较低时，也属于随机分布。森林中 地面上的一些无脊椎动物，特别是 蜘蛛类，表现为随机型分布。
合，从个体到种群是一个质的飞跃。 ◆通过种内个体间的相互作用，种群成为一个具 有独立特征、结构和功能的有机整体， ◆在生态系统中，种群是物种存在的基本形式， 也是生物群落和种间关系的基本组成单位， ◆从进化论的观点来看，种群还是一个演化单位。 ◆种群生态的研究是生态系统研究的重要基础。
二、种群的基本特征
增长型 稳定型 衰退型
种群的年龄组也分为 幼龄组 中龄组 老龄组
老年（繁殖后期） 中年（繁殖期）
幼年（繁殖前期）
A B C
A．增长型种群 B．稳定型种群 C．衰退型种群 生物种群年龄结构的三种基本类型
（1）增长型种群（expanding population）
其年龄结构呈典型的金字塔形，基部阔而顶部窄， 表示种群中有大量的幼体和极少的老年个体。这类 种群的出生率大于死亡率，是典型增长型的种群 。 （2）稳定型种群（stable population） 其年龄结构几乎呈钟形，基部和中部几乎相等， 出生率与死亡率大致平衡，种群数量稳定 。
(四)邻接效应
当种群的密度增加时，在邻接的个体之间所出 现的相互影响，称为邻接效应。 邻接效应常表现在密度对形态、产量和死亡率 的影响等方面，如作物在一定条件 ( 管理合适、 充分生长条件 ) 下，尽管各地块密度不同，株 数有别，而最后总产量却很接近，主要是由于 邻接效应的缘故。密度对死亡率有直接影响， 固着生长的生物(包括植物)不能以扩散的方式 逃离竞争，因此竞争中的失败者死去，这种竞 争的结果使较少量的较大个体存活下来。
生态学(讲义)
第一章绪论(2 学时)第一节生态学及其发展一、生态学：是研究生物与其环境相互关系的科学。
是生物学的一个分支，有人称之为环境生物学。
其学科基础是生物学。
二、生态学的发展：（1）1803年，Malthus 《人口论》研究生物繁殖与食物关系，特别分析人口增长与食物生产的关系；（2）1859年，Darwin ‘The Origin of species’提出生物进化论，“物竞天择，适者生存”的观点；（3）1866年德国学者海克尔（Haeckel）提出生态学概念，标志着生态学的诞生。
生态学的研究对象从个体生态→种群→群落→生态系统1935年英国生态学家坦斯列（Tansley）提出了生态系统的概念，标志着生态学的发展进入了近代生态学发展阶段。
三、生态学分类植物生态学理论生态学（按研究对象可分为）动物生态学按性质可分为微生物生态学应用生态学（包括农业生态学、森林生态学、景观生态学、污染生态学、数学生态学、化学生态学、土壤生态学、旅游生态学等）海洋生态学按研究的环境特点可分为陆地生态学（森林生态学、草原生态学、农田生态学）淡水生态学农业生态学作为一门应用生态学于1986年被国家教委指定为农业院校的必选课之一。
第二节农业生态学及其发展一、农业生态学概念：农业生态学是生态学在农业领域领域应用的一个分支学科，是运用生态学的原理及系统论的方法，研究农业生物与其自然环境和社会环境相互关系的应用性科学。
其学科基础是生态学，方法论基础是系统分析法。
二、农业生态学的产生和发展农业生产的实质就是利用生物与资源环境相互作用形成人类农产品的过程。
20世纪90年代，保护资源与环境，促进可持续发展成为全球经济发展的主题，农业生态学受到重视，进入新的发展阶段。
（农业本身就是利用、调节生物与环境关系的一个生态过程。
农业生态学的研究对象经历了一个从个体生态→种群→群落→农业生态系统。
农业生态系统是农业生态学的研究核心。
三、农业生态学研究的内容与任务1．农业生态学研究的内容主要研究由农业生物与其环境构成的农业生态系统的结构、功能及其调控和管理的途径。
《种群的数量波动及调节》 学历案
《种群的数量波动及调节》学历案一、学习目标1、理解种群数量波动的概念和类型。
2、掌握影响种群数量波动的因素。
3、理解种群数量的调节机制。
二、知识链接1、种群的概念：在一定的自然区域内，同种生物的全部个体形成种群。
2、种群的特征：包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例等。
三、学习过程（一）种群数量波动的概念种群数量不是恒定不变的，而是会随着时间的推移而发生变化，这种变化称为种群数量波动。
（二）种群数量波动的类型1、周期性波动某些生物的种群数量会呈现周期性的变化。
例如，旅鼠每隔 3 4 年出现一次数量高峰。
这种周期性波动可能与环境因素的周期性变化有关，如食物资源的季节性变化。
2、非周期性波动大多数生物的种群数量波动是非周期性的。
例如，由于干旱、火灾、蝗灾等突发事件的影响，种群数量可能会在短时间内急剧减少或增加。
（三）影响种群数量波动的因素1、内部因素（1）种群的起始密度：起始密度较大的种群，在一定时期内其增长通常较为缓慢。
（2）种群的繁殖特性：不同物种的繁殖能力和繁殖策略有所不同，这会影响种群数量的波动。
（3）种群的年龄结构和性别比例：年龄结构和性别比例不合理的种群，其数量波动可能较为剧烈。
2、外部因素（1）食物和资源：食物和资源的丰富程度直接影响种群的数量。
当食物充足、资源丰富时，种群数量可能增加；反之，种群数量可能减少。
（2）天敌和竞争者：天敌的捕食和竞争者的存在会对种群数量产生抑制作用。
（3）气候条件：极端的气候条件，如干旱、洪涝、低温、高温等，会对种群数量造成重大影响。
（4）人类活动：人类的活动，如砍伐森林、开垦荒地、狩猎、捕捞等，可能导致种群数量的大幅波动，甚至濒危或灭绝。
（四）种群数量的调节机制1、外源性调节因素（1）气候因素：气候是对种群影响最强烈的外源性因素，特别是极端的温度和湿度条件。
例如，在干旱年份，植物的种子产量下降，食草动物的食物短缺，导致种群数量减少。
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农业⽣态学农业⽣态学⼀、农业⽣态学1.含义：是运⽤⽣态学和系统论的原理和⽅法，把农业⽣物与其⾃然和社会环境作为⼀个整体，研究其中的相互联系、协调演变，调节控制和持续发展规律的学科。
2.内容：组分包括⽣物组分（农作物）和环境组分（⾃然和社会经济环境）与结构包括层次结构（不同⽣产层次结构的相互关系）、空间结构（地域分布特点、⽔平及垂直上的结构配置）、时间结构（系统的演化规律、随时间的变化趋势）、营养结构（⾷物营养关系、⾷物链）；能量流动与物质循环（流动、转化途径和利⽤的效率及信息传导的价值转移的途径和规律等内容）；⽣产⼒（初级和次级⽣产⼒）；⼈⼯调控与优化；服务功能及其价值评估；农业资源的合理利⽤与⽣态环境保护。
3.特点：理论实⽤性、学科交叉性、研究统⼀性、宏观层次性。
⼆、农业⽣态系统1.概念：指在⼈类的积极参与下，利⽤农业⽣物和⾮⽣物环境之间以及农业⽣物种群之间的相互关系，通过合理的⽣态结构和⾼效的⽣态机能，进⾏能量转化和物质循环，并按⼈类社会要求进⾏物质⽣产的综合体。
2.农业⽣态系统和⾃然⽣态系统的区别：⽣物构成、环境条件、结构与功能、稳定机制、⽣产⼒特点、开放程度、能量流特征、养分循环特点、服从的规律、运⾏的⽬标。
三、种群1.概念：指在某⼀特定时间中占据其⼀特定空间的⼀群同种的有机物的总称。
种群是物种存在的基本形式，是⽣物群落和种间关系的基本单位。
2.特征：空间分布（均匀型、随机型、成群型）数量特征（⼤⼩和密度、出⽣率和死亡率、种群年龄—增长型、稳定型和衰⽼型，和性别结构、种群的迁⼊和迁出）遗传特征（在繁殖过程中通过遗传物质的重新组合及突变作⽤选择更适应环境的）邻接效应（固着⽣长的⽣物不能以扩散的⽅式逃离竞争，竞争中失败者死去；这种竞争结果使较少量的较⼤个体存活下来的过程交⾃疏或-3/2斜率）3.种群增长的特点，种群的数量波动和调节，种群的进化与⽣态对策，种群间的相互关系及在农业中的应⽤。
（见环境⽣态学48-62）四、群落1.⽣物群落的结构理论和应⽤（见环境⽣态学71-74）2.⽣态位：指⽣物在完成其正常⽣活周期时所表现出来的对环境综合适应的特征，是⼀个⽣物在物种和⽣态系统中的功能单位。
生态学 第三章 种群的数量动态 讲义
相对密度：能获得表示种群数量高低的相对指标。 最大密度：指特定环境所能容纳某种生物的最 大个体数。 最小密度：指种群维持正常繁殖、弥补死亡个 体所需要的最小个体数
种群密度估算
绝对密度的计算方法
（1）总数调查法 •适用：通常用于个体数较少、较易计数的种群 •缺点：需要花费大量的人力、物力和财力 •实例：人口统计
年龄
生命表的分析
4.计算世代历期
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，在这种情况下，可以以个体产崽 （卵）时的平均年龄来表示世代长短
T
xl
x 0
n
估算值
x
mx
R0
生命表的分析
5.计算种群的内禀增长能力 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
生命表
42
三.生命表的分析
1.死亡率曲线
高密度, 弱光照；
以生命表 中死亡率q
水分充足
和年龄X作
图，可以
低密度,弱光照
低密度,自然光照
得到死亡
率曲线
蒲公英（T araxacum mongolicum） 种群的死亡 率曲线，四条曲线代表四种生态条件
生命表的分析
2.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
如豆荚树?决定种子大小的另一个选择压力是动物的取食生态适应对策生物在生存斗争中获得生存的对策称为生态对策这些对策要通过生物在进化过程中所形成的特有的生活史表现出来因此又称为生活史对策自然选择必然有利于形成能量分配合理各个生命过程协调最佳并使物种的繁殖和存活效益或适合度达到最大的生活史对策r对策类型?按生物的栖息地和进化对策将其划分为r对策者和k对策者两大类?在气候不稳定难以预测的天灾多的环境中生物密度很低基本没有竞争种群经常处于增长状态是高增殖率的称为r选择这类适应对策称为r对策采用这类适应对策的生物称为r对策者?对r对策种群来说环境资源常常是无限的它们善于在缺乏竞争的场合下开拓和利用资源?r对策种群有较强的迁移和散布能力很容易在新的生境中定居?r对策种群善于利用小的和暂时的生境种群的死亡率主要是由环境变化引起的而与种群密度无关?r对策生物通常寿命短发育快一般不足一年生殖率高但后代存活率低k对策?在气候稳定很少有难以预测的天灾的环境中生物密度很高竞争激烈物种数量达到或接近环境容纳量因此称为k选择这类适应对策称为k对策采用这类适应对策的生物称为k对策者?k对策生物通常命寿长种群数量稳定竞争能力强?生物个体大但生殖力弱亲代对子代提供很好的照顾和保护?死亡主要是由与种群密度相关的因素引起
生态学--第三章 种群生态学(2-3节)
• • • • 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
基础生态学-第三章第二节自然种群的数量变动
二、种群增长型
种群密度随时间而变化,并且存在着许多不同的变化类型,在生 物种群处于最佳状态时,出生率和死亡率则是影响种群密度的 内在原因。根据环境对种群的作用与否以及种群世代的重叠 状况,把种群增长划分为两种类型:指数型增长和S型增长。
二、种群增长型 指数增长模式
在没有限制的指数增长中，增长速
态平衡 。 种群生长限制因子、环境限制因子
增长率随着种群密度的增 加而按一定的比例下降
二、种群增长型
以大草履虫为例 的Ｓ型增长曲线
•环境负荷量：实际上，在一定的空间时间下，环境条件（包括资源、 食物、生活空间等）是有限的，它所能支持的种群最大数量也是有限的， 其极限值，即环境负荷量，用K表示。
度（G）与个体数量（N）成正比，
也就是说，个体数量越大，增长速 度越快。 指数增长模式只是一种理想的状态。 又称J型增长。
二、种群增长型 指数增长模式
又可分为 1.种群世代不重叠的增长模式 假定条件:A.增长是无界的;B.世代不相重叠;C.没有迁入和迁出; D.不具年龄结构,那么这种条件下的种群增长是不连续的。
一、种群的概念 （一）环境容量
所以,一定的环境可能支持的种群的大小也不是固定的,即K值也 会变化,尤其在现有的情况下,许多时候干预起决定作用,如草原过 牧会减少产草量和载畜量,而合理地管理草原却能增加K值。
一、种群的概念 （二）、内禀增长率（又称生物潜能或生殖潜能） 定义：是指在环境条件（如食物、生存空间、资源、其他竞争的生物 个体等）没有限制性影响时，由种群内在因素决定的、稳定的、最大 相对增殖速度。也称为瞬时增长率或生殖潜能。
三、自然种群的数量的变动类型
环境对一个物种的承受容量决定于这个物种对环境的需求和该物种 繁衍的各种决定因素。
生态学第08章-种群调节
第八章种群调节一个种群不可能无限制地增长，由于空间和资源的限制种群增长只能达到环境容量。
此时种群数量还是变化的，或在环境容量上下波动、或减幅振荡、或增幅振荡灭绝等，种群数量趋于保持在环境容量水平上的现象称为种群调节。
这是一个广义的概念，种群数量波动时，种群调节表现明显。
人们对自然界动物种群中进行过许多种群调节研究，主要是针对波动种群的调节。
最经典的种群调节例子是加拿大的猞猁（哺乳动物，外形象猫，但大得多，皮毛厚而软，珍贵），由保存了1800年后捕猎其皮毛的记录，得出猞猁种群每9~10年一个高峰，平均是9.6年，每次高峰后捕获数量急剧下降。
北方鼠类（旅鼠、姬鼠、田鼠、小兴安岭的棕背鼠平）种群3~4年一个周期；蝗虫种群1695~1895年间每40年大发生一次。
种群数量变动是出生和死亡、迁入和迁出作用的结果，而影响出生、死亡、迁入、迁出的因素是复杂的，决定种群数量的因素组合也是多样的。
生态学家为揭示种群调节的本质，提出了许多学说解释种群调节的机制。
不同的作者（Odum, Price, 孙儒泳、徐汝梅等）均作过不同的归类说明。
§1. 动物种群调节学说一、非密度制约因素某种因素对种群的效应与种群密度无关，这类因素统称为非密度制约因素。
当种群在一定密度范围内，这类因素起着限制种群数量的作用，其本身并不受种群密度所制约，如气候因素。
1. 气候学派①代表人物：（以色列）Bodenheimer（博登海默, 1928）。
②主要观点：a.种群参数受天气条件的强烈影响；b.种群数量和大发生与天气条件的变化明显相关；c.强调种群数量的变动，否认种群的稳定性；澳大利亚动物学家Andrewartha(安德烈沃斯)和Birch(伯奇)（1954）研究蓟马种群长达14年，认为有利于蓟马种群迅速增长的天气期限不够长，是限制蓟马种群增长的主要因素，以致于蓟马没有足够的时间增加到环境容量。
而竞争食物的结果对种群数量影响不大，密度制约因素不是重要的。
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外来入侵种,是指那些出现在其过去或现在的自然 分布范围及扩散潜力以外(即在其自然分布范围以 外或在没有直接或间接引入或人类照顾之下而不 能存在)的物种、亚种或以下的分类单元,包括其所 有可能存活、继而繁殖的部分、配子或繁殖体。
外来入侵种是对于一个生态系统而言,在该生态系 统中原来并沿有这个物种的存在,它是借助人类活 动越过不能自然逾越的空间障碍而进来的。人自 然情况下,山脉、河流、海洋等的阻隔以及气候、 土壤、温度、湿度等自然地理因素的差异构成了 物种迁移的障碍,依靠物种的自然扩散能力进入一 个新的生态系统是相当困难的。虽然也有由于气 候和地质构造变化,使动物、植物或病原体进入新 的系统的情况,但更多的却是由于人类活动而有意 或无意地导致了越来越多的物种迁移。
2பைடு நூலகம் 什么是时滞效应？
几何级数的增长：Nt=R0tN0
指数增长模型：Nt=N0ert
逻 辑 斯 谛 增 长
第4章 种群的数量变动和调节机制
Population Dynamic
4.1 自然种群的数量变动 4.1.1 种群的季节消长(年内变动) 4.1.2 种群的波动 4.1.3 种群的爆发(或大发生) 4.1.4 种群平衡 4.1.5 种群的衰落和灭亡 4.1.6 生态入侵(ecological invasion) 4.2 种群调节 4.2.1 外源性种群调节理论：密度制约的生物
常见外来入侵生物
外来入侵植物：紫茎泽兰、凤眼莲 (水葫芦)、喜旱/空心莲子草(水花生)、 加拿大一枝黄花、[三裂叶]豚草等。
外来入侵动物：牛蛙、松材线虫等。
4.2 种群调节
4.2.1 外源性种群调节理论
强调外因。分为：密度制约的生物学派、非密度 制约的气候学派和综合学派。
A. 生物学派 主张生物因素为种群自然调节的主要因素,如捕食、
2)周期性波动：旅鼠、北极狐3～4年周期; 猞猁和雪兔9～10周期。教材P212~215
4.1.3 种群的爆发(或大发生)
蝗虫、鼠害;赤潮生物(腰鞭毛藻、褐甲藻);水 生生物。
4.1.4 种群平衡
种群平衡：较长期维持在几乎同一水平上。如 大型有蹄类、食肉动物等多数一年只产一仔,寿 命长,种群数量一般很稳定;一些蜻蜓成虫和具 有良好内调节机制的社会性昆虫(红蚁、黄墩 蚁。
寄生性天敌,还有疾病饥饿等。这些生物因素一 般称密度制约因素,这些因素的作用一般是种群 数量趋向稳定。
B. 气候学派 主张种群密度主要靠气候来调节,包括暴风雨、高
温和其它灾难性气候条件,一般称非密度制约因 素,这些因素的作用一般造成种群数量的波动性。 C. 综合学派 把生物学派和气候学派观点结合起来,以生物因子 和非生物因子间复杂的组合作为种群波动机制 的多因性,并因时间地点而变化。
第2章 种群生命表及分析(复习)
LIFE TABLE AND THE ANALYSIS
1. 生命表中各个符号代表的含义,哪些是直
接观察值,哪些是统计值
2.生命表可以分为几种？ 3. 静态生命表和动态生命表有何区别？ 4. 什么是死亡率曲线？ 5.什么是生存率曲线？有哪几种类型？ 6.辨析：特定年龄生殖率mx /净生殖率R0 /内 禀增长率rm /周限增长率λ/瞬时增长率r
第3章 种群的增长(复习) Population Growth
目的和内容:认识种群数量上的动态,用数学模 型加以描述,进而分析其数量变动规律,预测未 来数量动态趋势。
1. 比较种群的增长模型:几何级数增长、 指数增长(J型增长)、逻辑斯蒂增长(S 型增长) (可以从适用范围、公式、曲线特点等 几个方面来说明)
B. 自我调节理论学派的生态学家重视进化 方面的论据。
如:一种研究认为,种群增长期间→增加了种 群内的变异→同时很多劣质基因保存下 来→条件恢复正常时,劣质个体因自然选 择而被淘汰→种群下降,同时变异也下降。 即种群的质量影响数量。
自动调节学说又分为：行为调节、内分泌 调节和遗传调节。具体见相关教材。
以上理论都特别强调外在因素的作用,如食物、天 敌、气候和隐蔽场所等。
4.2.2 内源性自动调节理论
种群调节机制除外源性因素外,种群内的自 我调节机制也是种群数量波动的重要原因。 均强调种群内成员的异质性(行为上、生 理特征上或遗传性质上)及生物进化的作 用。
A. 因种群内个体的差异性,即种群内在的变 异性对控制种群的重要性。种群个体的变 异有两种类型:表现型、基因型。
4.1.1 种群的季节消长(年内变动)
温带湖泊的浮游植物(主要是硅藻)春、秋两季2 次密度峰值。
4.1.2 种群的波动
种群波动的原因：1)出生率和死亡率的改 变(时滞的密度制约);2)环境条件的改变;3) 过度补偿性密度制约。
种群波动的类型：
1)不规则波动：东亚飞蝗的不规则变动与 干旱密切相关(马世俊等,1965)
4.1.5 种群的衰落和灭亡
其一般特征：个体大、出生率低、生产慢、 成熟晚。大熊猫;白鱀豚;海洋鲸鱼。
主要原因：人类过度捕杀;栖息地破坏
4.1.6 生态入侵(ecological invasion)
由于人类有意识或无意识地把某种生物带 入适宜其栖息地和繁衍的地区,种群不断 扩大,分布区逐步稳定地扩展的过程。
学派、非密度制约的气候学派、综合学派
4.2.2 内源性自动调节理论 4.3 结论
4.1 自然种群的数量变动
种群增长：自然种群数量变动中,J型和S型增 长都可以见到,但曲线不像数学模型所预测的光 滑、典型,常常还表现出两类增长模型之间的之 间过渡类型。(外来种、入侵种的特例;J型和S 型的转变)
②在研究一个种群的数量变动原因时,首先→ 掌握种群的内在特性→调查分析其与外界因素 间的相互关系→辨别各种关系间的主从关系,以 及在时间空间上的变异程度→ 最后才能正确的分析
讨论:种群动态研究方法和理论
野外考察(直接的经验) 实验室里建立的模型 数学理论和模型
偏重于生物方面
您对种群动态的看法：种群数量如何变动、 何种原因,如何研究？
课外作业
比较主要种群调节假说的特点及优缺点(6 月10号上交)
4.3 结论
①种群数量自然调节的各种理论不应当是相互排 斥,而应当互相补充,吸取各学派正确的一面,综合 其精华,解决实际的理论和生产问题。