第七章 植物种群
生态学中的植物种群分析
生态学中的植物种群分析植物是生态系统中最重要的组成部分之一。
它们在生态系统中担任着重要的生态功能,如固碳、释氧、水分循环等。
因此,对于植物的种群结构分析,对于我们了解整个生态系统健康状况具有重要的意义。
生态学中的植物种群分析正是研究这些植物种群的结构与演化。
本文将从植物种群与物种的关系、植物群落的生态意义、植物的染色体组、DNA标记与遗传多样性等方面,探讨生态学中植物种群分析的概念、方法与应用。
一、植物种群与物种的关系一个植物物种,通常会在一定范围内分布着许多种群。
植物种群指的是同一物种的个体在一定时间和空间范围内的集合,即由相同物种的个体组成的种群。
而物种则是指生物种群中可以自由繁殖并且后代之间互为姊妹群体的生物总称。
植物种群与物种的关系密不可分。
在植物种群中,个体之间存在着多种关系,如竞争关系、合作关系等。
而这些种群中的个体数量和密度,以及分布情况,又会直接影响到整个物种的生存状况,进而影响到整个生态系统的稳定性。
二、植物群落的生态意义植物群落是指在一个特定的生境中,由许多个体之间通过相互依存而形成的一定数量、分布和组成的植物群体。
植物群落的生态意义非常重要。
它们对生态系统的稳定性、物种多样性和气候平衡起到了重要作用。
植物群落作用于生态系统的方式,是通过它们对环境、土壤和气候的影响来实现的。
例如,在土壤中,植物群落可以影响微生物的生长、土壤保水性和养分循环。
在环境中,植物群落在生态系统中扮演着生产者的角色,促进了能量的传递和生态系统的现代化。
三、植物的染色体组植物染色体组是指该物种个体所拥有的染色体总数和性状基因所在的染色体位置。
植物的染色体组对于植物物种的研究提供了更加客观的基础。
它们的变异和演化,可揭示着生态系统内不同植物物种之间的相似性和差异。
植物染色体组的测定方法较为多样,其中常用的方法为凝胶电泳和单分子长读序列方法。
四、DNA标记与遗传多样性DNA标记是指分子生物学研究中对DNA多样性进行标记的一种技术方法。
植物的种群与群落
数学模型的建立和验证
数学模型在预测植物种群与群 落动态中的应用
数学模型在植物种群与群落管 理中的应用
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Part Two
植物种群的特征
种群的概念
种群:在一定区域内,同一物种的 所有个体
种群动态:种群数量和时间的关系, 包括增长、稳定和下降等阶段
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种群特征:包括种群密度、年龄结 构、性别比例、出生率和死亡率等
种群分布:种群在不同空间位置上 的分布情况,包括均匀分布、聚集 分布和随机分布等类型
生产者:植物、藻类和微生物等 消费者:动物、昆虫和微生物等 分解者:细菌、真菌和微生物等 非生物环境:气候、土壤和水分等
Part Four
植物种群与群落的关系
种群与群落的相互影响
植物群落:不同物种的集合, 具有相似的环境条件和生态
功能
竞争:不同种群之间争夺资 源,如阳光、水分、养分等
捕食:一种种群捕食另一种 种群,如食虫植物、食肉动
群落的环境条 件会影响种群 的分布和数量
群落的物种组 成和结构会影 响种群的生存
和繁殖
种群与群落的空间关系
植物种群在空间上的分布 和排列方式
植物群落在空间上的组合 和排列方式
植物种群与群落之间的相 互影响和相互作用
植物种群与群落之间的竞 争和共生关系
种群与群落的时间关系
植物种群随时间的变化而变化
添加标题
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添加标题
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时间变化:植物种群与群落的数量 和种类会随着时间的变化而发生变 化,如季节性变化、年际变化等。
竞争与共生:植物种群与群落之间 存在竞争与共生的关系,如竞争资 源、互利共生等。
植物群落的种类组成ppt(共50张PPT)
4.高度(height) 概念:是测量植物体体长的指标 (1)自然高度与绝对高度
(2)高度比:某植物种高度与最高种高度之比
5.重量(weight) 概念:是衡量种群的生物量(biomass)或现存量(standing crop)多少的
指标。重量在草本群落研究中非常重要。 (1)鲜重和干重
木本植物
半木本植物
草本植物
叶状体植物
(二)层片(synusia)
❖概念:指群落中同一生活型不同植物种的组合,是群落的三维生态结构。由法 瑞学派提出。
❖层片的特征:
③每一个层片在群落中都占据着一定的空间和时间,而且层片的时空变化形 成了植物群落不同的结构特征
2.密度(density) ➢概念:指单位面积上的植物株数,d=N/S.
➢相对密度(relative density) :某个种的密度占总密度的百分比 ➢密度比(density ratio) :某一物种密度与群落中最高种密度之比
3. 盖度(coverage)
(1)投影盖度:植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比 (2)相对盖度:某种的盖度占所有植物盖度之和的百分比 (3)盖度比:某种的盖度与最大种盖度之比
4.形成一定的群落内部环境:植物群落对其居住环境产生重大影响,并形成 群落环境。
如森林与其周围的裸地不同,各种生态因子都经过了森林群落的改造,即使荒漠 群落,对土壤环境也有明显改造作用。
5.具有一定的动态特征:包括群落外貌、组成、结构、环境等的季节动态、 年际波动、中等时间尺度的演替和大时间尺度的演化
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第七章 植物种群
指数增长只能在短期内表现出来。在自然界 空间和资源都是有限的,种群的增长都会受到环 境压力,表现为S型曲线,称之为逻辑斯谛增长。
dN/dt=rN 积分式为:Nt=N0ertt
dN/dt为种群变化率,Nt为t时刻的种群大小, N0为种群初始大小,e为自然对数的底,
r为瞬时增长率:r =(lnNt-lnN0)/t。
瞬时增长率r决定三种结果:
若r 若r 若r
> 0,则出生率>死亡率,种群增长 = 0,则出生率=死亡率,种群稳定。 < 0,则出生率<死亡率,种群下降。
年龄结构的应用: A. 判断动物濒危状况的一个重要标志。 B. 经济鱼类的捕捞标志--捕捞种群年 龄的低龄化和小型化现象。 C. 研究人口变动趋势的有用工具。 D. 研究经济林的采伐和更新。
空间特征(空间格局)(space pattern):
指组成种群的个体在其生活空间中的位置 空间特征在一定程度上反映了环境因子对种 群个体生存、生长的影响作用。 分布格局包括三种类型: 随机分布、均匀分布、集聚分布
多数植物属于雌雄异株,性比影响到种群的繁 殖力和数量变动。 对动物来讲,性比反映了种群的变动趋势,雌 雄比越大,种群的增大趋势越高,这在人口数 量预测中极为重要。 大多数生物都趋向于保持1:1的性比,即雌雄 个体各占一半。(为什么?)
年龄结构(age structure):
各年龄级的个体数在种群中的分布情况。
状态或布局。
植物种群及其基本特征
种群增长率(r)和内禀增长率(rm)
内禀增长率(innate rate of increase):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.
ln R0 rm T
R0 l x mx
x 0 N
世代的净增殖率
世代长度
xl m T l m
S=(M/F )100%
C 种群增长率(r)和内禀增长率(rm)
内禀增长率(innate rate of increase):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.
ln R0 rm T
R0 l x mx
x 0 N
世代的净增殖率 世代长度
第二节 植物种群的动态
一、种群密度与分布
(1)大小与密度
大小size:种群全部个体数目的多少。 密度density:单位空间的种群大小。
(相对密度、绝对密度)
统计方法:总数量调查法、样方法
(2)单体生物与构件生物
Unitary organism :由一个受精卵发育而成,个体清楚 , 如多数动物 和一些低等植物即是。 Modular organism: 由一个合子发育成一套构件组成,并且构件数很 不相同,且随环境条件而变化。如:大多数植物
样方法
5 草 原
二、种群统计学
1、初级种群参数
Natality
Immigration
Population density
Emigration
Mortality
A 出生率natality:泛指任何生物产生新个体的能力
• 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∽。
植物种群
年龄结构:
是指某一种群中,具有不同年龄级的个体生物数目与种群个 体总数的比例。
(1)增长型种群 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 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 。
种群大小(数量)是一个变量,随时间而变化, 在适宜的生态环境中数量最大,反之则小; 其变化受4个因素的影响:
迁出
出生
+
种群数量
-
死亡
+
迁入
出生率:是指种群产生新个体的能力。是种群内个体数 量增长的重要因素,常用单位时间内产生新个体的数 量表示。分为最大出生率和实际出生率。
•最大出生率也叫绝对或生理出生率,是在理想条件下产生新个 体的理论最大值,对于特定种群,它是一个常数。 •实际出生率表示在一定的环境条件下产生新个体的能力,其大小 随种群数量、年龄结构以及环境而改变。
种群是一个自我调节系统,通过系统的自动调节,能使 其在生态系统内维持自身的稳定性。 种群既是物种存在、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、利用和有害生物综合治理的具体对象。
由于地理隔离,一个物种往往被分割成数个亚种群。
种群既可以作为抽象概念,也可作为具体的客观存在加 以应用。
空间特征(空间格局):
指组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局。
空间特征在一定程度上反映了环境因子对种群个体生存、 生长的影响作用。 分布格局包括三种类型:
随机分布、均匀分布、集聚分布
随机分布
均匀分布
集 聚分布
生态学课件:第07章 植物种群
➢ B—新出生的个体数 ; ➢ I—迁入的个体数 ;
- 出生 + 种群数量 - 死亡
➢ D—死亡的个体数 ; ➢ E—迁出的个体数 。
+ 迁入
二、植物种群一般特征:
❖ 数量特征 种群数量变化 ❖ 封闭种群的大小变化? ❖ 出生率(natality):衡量种群增加新个体的能力
➢ 最大出生率(理论出生率) ➢ 实际出生率(生态出生率) ❖ 死亡率(mortality): ➢ 最低死亡率 ( 理论死亡率 ) ➢ 实际死亡率 ( 生态死亡率 )
一、生命表和存活曲线 :
❖ 生命表: 是描述种群死亡过程的表格。是分析种群动态的有效工具。
❖ 生命表的编制方法: ❖ 首先划分年龄阶段,记录各年龄级开始时的种群数量,直
至该群动物(或植物)全部死亡,最后据此计算各年龄级死 亡率、存活分数、平均寿命等。 ❖ 在编制生命表之前,首先要划分年龄阶段,如人常用5年, 鱼类常用一年,枝角类常用1天等等。
藤壶的动态生命表
❖ 海滨岩石上生长着一簇簇灰白色、有石灰质外壳的小 动物,这是节肢动物大家族中一个分支,叫藤壶。
生物量),因此,生态密度常大于粗密度。
种群数量统计
❖ 种群边界问题 ❖ 绝对密度和相对密度 ❖ 密度的估计方法
➢ 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
性草本植物斑块;微地形起伏引起的林下植物斑块等); 3. 种间相互作用的结果(草本植物在树木下的茂密生长现象
); 4. 动物和人类活动的影响(啃食、破坏等)。
二、植物种群一般特征:
❖ 种群的空间格局(space pattern) ❖ 动物种群分布特点: 1. 局部生境的差异所致(动物多集中于资源丰富的区域); 2. 气候的节律性变化所致(越冬群集,迁移等); 3. 配偶和生殖方式的结果(成窝,繁殖集群等); 4. 社会化生活的结果(社群结构,优势种等)。
园林生态学-植物种群
一. 植物种群及其基本特征
1、 种群的基本特征
种群的基本特征是指各类生物种群在正常的生长发育条件下所具有的共同特征,即种群的共性, 而个别种群在特定环境下所产生的特殊适应特征,不包括在这一范围内。一般认为,种群的基本特 征包括种群的数量特征、空间分布特征及种群的遗传特征三个方面。 ➢ 种群的数量特征
技能目标
➢ 能够运用植物种群基础知识解释生态系统内部种群数量的变化与发展。 ➢ 能熟练进行植物种群的调查与分析,熟练判断种内关系与种间关系。
案例导入
陆生植物贯叶金丝桃(Hypericum perforatum)是一种有 毒的多年生杂草,广布于欧亚大陆。在过度放牧的草场上, 牛羊喜食的草本植物减少,贯叶金丝桃成了重要危害。当牲 畜取食少量时,刺激口舌,降低食欲,大剂量则毒害致死。 据报道,1904年被带入美国加州北部,到1944年,扩展到80 万hm2面积。用化学药物虽能杀死它,但耗资巨大。直到引进 双金叶甲(Chrysolina quadrigemina)才得以控制。此叶甲的 幼虫在冬季啃食叶基,使其次春不能长叶,于是根不能贮存 营养物,3年后在干旱夏季中死亡。双金叶甲能够有效控制住 贯叶金丝桃的蔓延,说明种群之间相生相克,什么是种群? 种群有什么特征?如何增长?本章将学习这部分内容。
一. 植物种群及其基本特征
在自然界,生物极少以个体单位单独存在,而常常由很多同 物种个体组成种群,以种群形式生存。种群不仅是构成物种的基 本单位,也是构成生物群落的基本单位。
种群是人类利用与保护或控制生物物种的对象,因此,种群 生态学与生态环境建设和物种保护有着密切的关系,涉及到珍贵、 稀有和濒危物种的保护与开发,以及有害生物的控制。
从生态学角度,可以把一个种群分成三个主要的年龄组,即:繁殖前期、繁殖期、繁殖后期。 按照这三个年龄组的不同比重,又可以分为三种主要的年龄金字塔模式的年龄结构类型:增长型、 稳定型和衰退型。其中,增长型种群表示有大量幼体,而老年个体的数量较少,种群的出生率大 于死亡率,是个体数量迅速增长的种群;稳定型种群的出生率与死亡率大体相当,种群内个体数 量稳定;衰退型种群则是死亡率大于出生率,种群内年幼的个体比例减少,而年老个体的比例增 大。研究种群的年龄结构,对于了解种群的密度、预测未来发展趋势和采取相应管理措施具有重 要的意义。
植物种群生态学研究植物种群的动态变化和生态适应
植物种群生态学研究植物种群的动态变化和生态适应植物种群生态学是生态学中的一个重要分支,主要研究植物种群的动态变化和生态适应,探索植物在不同环境条件下的生存策略和适应机制。
通过对植物种群的数量、种类、空间分布和功能特征等方面的研究,可以深入了解植物与环境之间的相互关系,为生态保护和生态恢复提供科学依据。
1. 植物种群的动态变化植物种群的动态变化是植物种群生态学的核心研究内容之一。
种群的动态变化包括种群数量的变化、空间格局的变化、种群结构的变化等方面。
通过长期的观测和实验研究,科学家们发现,植物种群的数量受到环境因素、竞争关系、繁殖机制等多种因素的影响。
在不同的环境条件下,植物种群的数量可能会呈现出增长、稳定或者下降的趋势。
2. 生态适应机制生态适应是植物种群在特定环境条件下形成的一种适应性特征,使其能够更好地适应环境并完成生命周期的各个阶段。
植物种群的生态适应机制主要包括形态结构的适应、生理生化的适应和繁殖策略的适应等方面。
通过研究植物在不同环境条件下的适应性特征和响应机制,可以了解植物对环境变化的适应性反应,为开展生态恢复和保护工作提供科学依据。
3. 植物种群的生态功能植物种群在生态系统中具有重要的生态功能,包括固碳、释氧、净化水体、维持土壤水分和保持生物多样性等方面。
不同类型的植物种群对生态系统的功能和结构具有不同的影响,因此,研究植物种群的生态功能对于科学地管理和保护生态系统具有重要意义。
通过了解植物种群的生态功能,可以为生态环境的改善和管理提供科学指导。
4. 植物种群的保护与恢复面对日益严峻的生态环境问题,植物种群的保护和恢复显得尤为重要。
在进行植物种群的保护与恢复工作时,应充分考虑种群的动态变化和生态适应机制,采取合理有效的措施。
例如,可以通过建立自然保护区、植物保育园和植物种质资源库等措施,保护濒危物种和重要的生态系统;同时,结合植物种群的生态功能,合理规划和管理生态环境,提高生态系统的稳定性和可持续性。
园林生态学七章生物种群贾东坡2014.10.
7.1 种群概念及基本特征征
• 3)种群的遗传特征
• 组成种群的个体,在某些形态特征或生理特征方面有一定 的差异。种群内的这种变异和个体遗传有关。一个种群中 的生物具有一个共同的基因库,以区别其他物种,但并非 每个个体都具有种群中贮存的所有信息。这种特征在进化 中表现出生存者更适应变化的环境,即适者存,不适者亡。 而绝不能轻易地说优者存,非优者亡,要说优也能说适应 环境者优。
7.1 种群概念及基本特征
• 7.1.1 种群的概念 • 种群是指在一定空间中同种生物个体的组 合。 • 种群是物种在自然界存在的基本单位。 • 种群是由个体组成,但不等于个体的叠加, 而是有自身的特性的。
7.1 种群概念及基本特征
• 种群的基本特征是指各类生物种群在正常的生长发育条件下 所具有的共同特征,即种群的共性,一般认为,种群的基本 特征包括空间特征、数量特征、遗传特征这3个方面。
七章生物种群
七章生物种群
• 蝴蝶兰 郁金香
本章理论教学目标
• • • • • 1.掌握生物种群的概念和基本特征 2.了解种群增长模型及生态对策; 3.了解种群数量的动态变化 4.掌握生物种群调节的概念及其类型。 5.生物入侵危害及防止生物入侵的途径。
植物种群特点和种间关系
种群特质和中间关系概述自然界的生物,极少以孤立的个体形式长期存在,而是以种群的形式生存。
对植物而言,所谓种群(population),就是在一定空间中同种个体的集合,即同一种群内的个体之间能够自由授粉、繁殖。
譬如,某山地的茶树种群,某水域的莲花种群、某农田的玉米种群,等等。
一、种群的基本特征种群,并不是个体的简单总和,而是客观的生物学的基本单位,是一个具有自身独立的特征、结构与机能的整体。
通常,自然种群具有三个基本特征:一是空间特征——即种群具有一定的分布区域;二是数量特征——即种群在单位面积或体积中的个体数量;三是遗传特征——就是种群具有一定的基因组成,遗传的多样性增强了种群对环境条件的适应力。
研究种群的空间分布与数量变化,是种群生态学(population ecology)的主要任务。
(一)种群的分布格局植物种群的空间分布,主要表现在如下三个方面:1.随机分布(random distribution)是指种群中的每一个体在种群领域中各处出现的几率是均等的,而且每一个体的存在并不影响其它个体的分布。
事实上,随机分布并不多见。
只有环境因子对多种植物的作用无太大差别时,或者某一主导因子成随机分布时,才会引起种群的随机分布;或者在生态条件比较一致的环境中,才会出现随机分布,如生长在潮汐带的植物。
此外,用种子繁殖的植物,初次入侵某一地区时,常呈随机分布。
2.均匀分布(regular distribution)或称规则分布。
系指种群内每一个体近乎等距离分布。
当植物占有的空间超过所需的空间时,则在分布过程中所受的障碍也就很小,从而导致均匀分布。
在自然情况下,这种类型的分布极少出现。
但是,由于以下原因,常会引起植物的均匀分布:一是病虫害、种间竞争时、优势种成均匀分时,其伴生种则呈均匀分布;二是地形、坡向、土壤水分状况的均匀分布时,也使植物种群呈均匀分布;三是人工干预的种群,如人工林、栽培作物,多为均匀分布。
植物种群
3)迁入与迁出
对特定种群分布范围而言:
防止近亲繁殖,增强种群的生存能力。 有利于种群之间进行基因交流。 生物入侵对种群的稳定性不利。 园林上常通过迁入迁出来改变植物种群密度。
二、生命表(life table)
1.生命表的概念
展示种群生死过程的一种有利工具。 2.生命表的一般构成:
图
植 物 平 均 重 ( 对 数 值 )
a= -3/2
稀
密
二、化感作用(他感作用)
1)概念
一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化 学物质,对其他植物产生直接或间接的影响。
2)化感作用的物质(挥发气体、水溶物)
乙烯、香精油、酚及其衍生物、不饱和内 脂、生物碱、黄酮类物质和配糖体等,其中以 酚类化合物和烯砧类为主。
即稳定年龄结构的种群所能达到的最大增长率
最适条件:最适的温、湿度组合,充足的和
高质量的食物、无限的空间,最佳种群密度并 排除其他生物的有害影响。
4)环境阻力
内禀增长率与实际增长率的差值为环境阻力。 种群在有限的资源条件下,随着种群内个体数 量的增多,由不利因素如竞争、疾病等引起的 妨碍生物潜能实现的作用力。
多数灌木和 鸟类。
存 活 率
年龄
凹型存活曲线
Ⅲ型(凹形): 幼年期死亡率 很高。 多数乔木、低 等动物。
年龄
存 活 率
三、种群增长的基本模型 (一)指数增长模型
在理想环境中,种群增长率不随种群本身密度
而变化,这类增长常呈指数增长。
理想环境:空间、食物等资源是无限的
1)积分式:
dN/ dt为种群变化 率 Nt为t时刻种群大小 N0为初始种群大小
植物种群的概念
植物种群的概念嗨,朋友!今天咱们来聊聊一个超有趣的话题——植物种群。
你看啊,当你漫步在一片森林里,或者在田野间闲逛的时候,你有没有想过,那些看起来相似的植物们,其实是一个有着特殊意义的群体呢?这就是植物种群啦。
想象一下,植物种群就像是住在同一个小区里的居民。
每一株植物就好比是一个居民,它们有着相似的外貌、生活习性,就像小区里的居民有着相似的生活方式一样。
比如说吧,一片松林里的松树,它们都有着挺拔的树干,针状的叶子,它们喜欢阳光,适应着相似的土壤和气候条件。
这就好像是小区里的住户都遵循着一定的规则,喜欢类似的居住环境一样。
植物种群有它自己的定义哦。
简单来说,植物种群就是在一定空间范围内,同种植物个体的集合。
这可不是随随便便的集合,就像一个大家庭一样,里面的成员有着共同的祖先。
这些植物个体在这个特定的区域里,共享着资源,互相影响着。
你想啊,如果一片土地上的某种植物太多了,那它们就得互相竞争阳光、水分和养分。
这就像一群人在一个小屋子里抢有限的食物一样,有点残酷呢。
我有个朋友,是个植物爱好者,叫小李。
有一次我们一起去山上玩,他就特别兴奋地给我讲起植物种群的事儿。
他指着一片盛开的野花说:“你看这些花,它们虽然每一朵看起来都差不多,但每一朵又都是独一无二的。
它们在一起就构成了一个种群,就像一个团结的小团体。
”我当时就觉得特别神奇,以前怎么就没这么仔细想过呢。
那植物种群是怎么形成的呢?这就像是一场漫长的旅程。
最开始呢,可能是一颗种子,被风啊、鸟啊带到了一个地方。
如果这个地方的环境适合它生长,它就会生根发芽。
然后呢,它慢慢地繁殖,它的后代也在这里扎根。
随着时间的推移,越来越多同种类的植物在这里生长,就形成了一个种群。
这就好比是一个人在一个新的地方建立了家园,然后他的家人、朋友也陆续过来,最后形成了一个热闹的社区。
植物种群的大小可是很有讲究的。
有的种群很大,漫山遍野都是。
比如说竹子,在一些山区,大片大片的竹林,那里面的竹子可多得数都数不清。
植物种群
植物种群
• • • •
第一节 种群的概念与特征 第二节 种群的数量特征 第三节 种间关系 第四 节 生态对策
第四节 种内关系与种间关系
• 种内关系(intraspecific relationship) • 种间关系(interspecific relationship)
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。同种个体间发生的竞争叫做 种内竞争。 • 从个体看,种内竞争可能是有害的,但对 整个种群而言,因淘汰了较弱的个体,保 存了较强的个体,种内竞争可能有利于种 群的进化与繁荣。
(3)年龄结构的三种类型
• ①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,反映该种群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。 • ②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。 • ③下降型种群:呈壶型,基部比较狭、而顶部比较宽。表示种群 中幼体比例很小而老的个体的比例较大,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。
种群数量(种群大小)(population size):一个种群所 包含的个体数目。 种群密度( population density ):单位面积或容积内个 体数目。 取样 调查 法
1 出生率和死亡率
出生率(natality):是指单位时间种群的出生个体数与种群个体总数 的比值。 最大出生率(maxmium natality)种群在理想条件下,生理上达到极限 时的出生率。 生态或称实际出生率( ecologcal natality)或(realizednatality) 种群在自然环境条件下的出生率。
基础生态学:第七章 种内种间关系
一 、种内关系
1、密度效应(植物) 在一定时间内,当种群的个体数目增加时,就必 定会出现邻接个体之间的相互影响,称为密度效 应或邻接效应(the effect of neighbours)。植物 种群内个体的竞争,主要表现为个体间的密度效 应,反应在个体产量和死亡率上。已发现的植物 的密度效应有两个特殊的规律:
✓ In most countries, a woman’s number of children is lower if she lives with her own mother as compared to her husband’s mother in the household.
4.生物的集群行为
优点:一般认为,有性繁殖是对生存在多变 和易遭不测的环境的一种适应性。因为雌雄 两性配子的融合能产生更多变异类型的后代, 在不良环境下至少能保证有少数个体型生存 下来,并获得繁殖后代的机会。
总之,关于有性繁殖的优越性及其产生,至今仍 是生态学家注意而未圆满解决的课题。1980年 Hamilton提出一种假说:营有性繁殖的物种之间 的竞争和捕食者-猎物间相互作用是使有性繁殖持 续保持的重要因素。例如,病原生物在生存竞争 过程中“学会”进攻遗传性上一致的宿主种群并 将其淘汰,而只有具不断变化的那些基因型的宿 主(进行有性繁殖的!)能存活下来;宿主的多 型又进而使病原体生物同样也进行有性繁殖,这 样才能使病原体生物保持有进攻多变型宿主的能 力。这就是说,物种间的病原体-宿主相互作用成 了性别关系进化的一个重要因素。
c. 他感作用与植物群落的演替
引起植物群落演替的原因很多,但大体上又分 为外因和内因两大类,关于植物群落常规的内 在因素,目前认为他感作用是重要的因素之一。
植物的群落知识
常绿阔叶林带
亚热带、热带雨林带
植 物 分群 布落 模垂 式直 图
三、小结
1.引起群落分布变化的主导因素是热量,因此, 水平分布与垂直分布在外貌上基本相似,每一 个垂直带都有一个与此相对应的水平带; 2.垂直分布以水平分布为基础,即垂直带不 能超越水平带;
3.由于按经度、纬度和海拔而出现的水热变 化是渐进的,因此,不同分布带间的界限并 非十分明显; 4.海拔由低到高,植物群落由复杂到简单;
理论上,种群数量取决于,出生率、死 亡率和起始数量,即:
Nt=N0+(B-A)
其中:
Nt-----在某时刻T时的个体数量 N0 ------种群起始的个体数量; B------在时间T期间的出生量; A-------在时间T期间的死亡量
在环境资源不受限制下:
种群数量按指数方式变化,即:
Nt=N0.ert
次生演替----开始于次生裸地(原有植被基 础上或原有植被被破坏后)上的群落演替 (三)按演替基质的性质分
水生演替与旱生演替 (四)按演替的性质和方向分
顺序(进展)演替与逆行演替 (五)按控制演替的主导因素分
内因演替与外因演替 (六)按演替的延续时间分
1.世纪演替:以地质年代计算,如地质变迁。
自 然 植 物 群 落
(二)人工植物群落
按人为意愿,将同种或不同种植物组合在一 起形成的植物群落。如城市园林中的树丛、 绿篱、花坛等。
人 工 植 物 群 落
人工植物群落的形成过程、发展方向与最终 结果均受人为因素所控制。
要建好人工植物群落就必须向自然植物群落 学习,在人工控制条件下,可以模拟再现自 然植物群落,如在温室内模拟形成热带雨林、 沙子、莎生植物群落景观等。
5.纬度越低,垂直带越全面、完整;
第七章 裸子植物
种群,堪称目前全国最大、数量最多的苏铁专题园。
•
为建成对南宁市青少年有教育意义的一处科普基地,
并相应地向他们推广科普知识,此次青秀山苏铁园精心
配制了跃龙、畸齿龙、霸王、蜀龙、腕龙等15个恐龙雕
塑。现在,这些凶猛又温柔的“恐龙”正在苏铁园中
“散步”,置身其中,仿佛回到了两亿年前的侏罗纪—
—神秘的恐龙时代。
等古老植物。建国后,已从30多个国家引进了
1200种热带植物,大多数生长良好,有的已广
为栽培,其中最成功的是巴西三叶橡胶。
•
云南是中草药的宝库,全省生长着2000多种中
草药,有些种类是云南独有的。有供中医制造中成
药的原料400多种,其中如三七、天麻、云木香、
云黄连、云茯苓、虫草等质地优良,在传统中药材
裸子植物的主要特征
• 1、孢子体发达; • 2、突出的特征是种子是裸露的,也就是发育成种子的
胚珠是裸露的。木质部中只有管胞而无导管和纤维; 韧皮部中有筛胞而无筛管和伴胞。 • 3、大多数种类的雌配子体尚有结构简化的颈卵器。 • 4、少数种类如苏铁属植物和银杏,仍保留了具有多数 鞭毛的流动精子。这表明种子植物的祖先同蕨类植物 一样,受精时需水。
栩如生的恐龙雕塑安放到这片全国最大的苏铁园中。
•
苏铁俗称铁树,是一种古老的孑遗植物,两亿多年
前的中生代侏罗纪,它与恐龙并驾称霸地球。如今,恐
龙虽然灭绝了,但苏铁却奇迹般活下来,受到了全世
界的保护。青秀山苏铁园占地面积50亩,因园内种植
的苏铁树种类多达28种3万多株,且形成了全国最大的
篦齿苏铁、石山苏铁、德保苏铁和叉叶苏铁的迁地保护
最大的精子
•
生物的雄性生殖细胞叫精子。动物有,植
第七章植物生长与生物环境
三、植物与微生物的关系
(一)、能量与物质的供应关系 (二)、植物和微生物之间的共栖关系 1、根际微生物与植物 2、生物固氮和共生 3、真菌与植物根之间的菌根共栖
第二节 生物群落与生态系统
一 、生物群落 生物群落是多个种群聚集在一起,彼此相互作 用,构成了一个具有独特成分、结构和功能的 生物集合体。如:森林生物群落、草原生物群 落等
二、生态系统
(三)生态系统的类型 水生生态系统、陆生生态系统 陆地、海洋、淡水 (四)、生态系统的结构
森林生态系统
湿地生态系统
海洋生态系统
草原生态系统
城市生态系统
农田生态系统
沙漠生态系统
二、生态系统
(四)、生态系统的结构 指生态系统中生物种类、种群数量、种的空间 配置和种的时间变化,这些与生物群落的结构 特征相一致。 形态结构、营养结构、物种结构、时空结构
生 态 系 统
植物 生物部分 动物 细菌、真菌
生产者 消费者 分解者
非生物部分: 阳光、空气、水等
生产者、消费者和分解者的关系:相互依存
二、生态系统
(二)生态系统的基本特征 1、具有一定的自我调控能力 2、始终处于运动之中,能量单向流动,物质流动 循环 3、吸收的太阳能一般都是通过4~5个不同的营养 等级的生物进行传递 4、从简单到复杂
虎
第四 营养级
营养级: 食物链中的一个个环节称营养 级,它是指处于食物链同一环 节上所有生物的总和。
生态金字塔
生态平衡
(二)食物链、食物网
1、食物链
在生态系统的一些生物间存在食物关系:
草→兔→狐→虎
概念: 在生态系统中,各种生物之间由于 食物关系而形成的一种联系。
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均匀分布
集 聚分布
自然条件下,均匀分布是极少的,植物大 多数呈现集聚分布格局,想一想,为什么?
1 从母株上散落的种子一般集中在植株附近,或者植株 通过匍匐茎、根茎等营养器官,以母株为中心向周 围蔓延; 2 特定条件下的环境所导致(微域差异), 如森林林窗 处的阳性草本植物斑块,微地形起伏引起的林下植 物斑块等; 3 种间相互作用的结果,如草本植物在树木下的茂密生 长现象; 4 动物和人类活动的影响(啃食、破坏等)。
同一个种群内个体之间不存在生殖隔离。 种群并非个体的简单累加,而是通过种内关系组成 的一个有机整体. 种群具有自身的基本特征,如年龄结构、性别比例 等
种群是一个自我调节系统,通过系统的自动调节, 能使其在生态系统内维持自身的稳定性。作为系 统还具有群体的信息传递、行为适应与数量反馈 控制等功能。 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、利用和有 害生物综合治理的具体对象。 一个物种,由于地理隔离,有时不仅仅只有一个 种群,这就形成亚种群。 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。
瞬时增长率r决定三种情况:
若r > 0,则出生率>死亡率,种群增长。 若r = 0,则出生率=死亡率,种群稳定。 若r < 0,则出生率<死亡率,种群下降。
Ⅰ型存活曲线(type Ⅰ survivorship): 幼体和 中年个体的存活率相对 高,老年个体的死亡率 高。 Ⅱ型存活曲线(type Ⅱ survivorship): 各年龄 段的死亡率恒定,曲线 呈对角线型。 Ⅲ型存活曲线(type Ⅲ survivorship): 一段极 高的幼体死亡率时期之 后,存活率相对高。
数量特征 种群参数变化是种群动态的重要体现。
空间特征
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(internal distribution pattern)。
遗传特征 种群具有一定的遗传组成,是一个大的基因库。
数量特征
1 种群数量和密度 种群数量(种群大小),是指一个种群所包含的个体 数目的多少。 种群密度,是指单位空间(面积或容积)内个体数目 或生物量。
生命表各列的意义及计算方式:
(1)年龄(年)X:此栏为人为所分。时(分、 秒)、天、月、年、数年等。昆虫常以卵、幼虫、 蛹、成虫等单位。 ( 2 )各年龄初始存活数 nx :此栏为基础数据栏。
( 3 )各年龄初始存活率 lx :各期存活数占初始 种群数量( n0 )的比例。 lx = nx/n0 ( *100 ) = ( % ) ( 4 )各年龄死亡数 dx :从 X 到 X+1 时的死亡个体 数。此栏实测或计算, dx = nx-nx+1
均匀分布(uniform dispersion):个体之间保 持相近的距离。这种分布要求空间资源均匀,再 加上人为影响、虫害或种内斗争等而引起。
集聚分布(aggregated dispersion)(成群分布): 个体的分布呈密集的集团或斑块,各斑块之间是 随机的。自然界中大多数种群呈此分布。
随机分布
构件生物(modular organism):植物种群内个体都 是由一个合子发育成一套构件,由这些构件组 成个体,属于构件生物。植物种群属于构件种 群,如水稻,树木等。
植物的构件数量和分布情况差别很大,研究这些构 件往往比注重个体数量更有意义。 如:木本花木和果树的枝条有年龄之分,不同年龄的枝 条(不同的构件)其经济意义不同,并有营养枝和 果枝之分,每个果枝的花数和果数也不相同,从观 赏角度,注重个体数不重要,而注重单位空间的果 和花的数量才有实际意义。水稻植株的分蘖力不同, 也形成了有效分蘖和无效分蘖(不同的构件),生 产上重视的是亩穗数(有效分蘖),而不是每亩的 植株数。等等。
指组成种群的个体在其生活空间中的位置 空间特征在一定程度上反映了环境因子对种 群个体生存、生长的影响作用。 分布格局包括三种类型: 随机分布、均匀分布、集聚分布
状态或布局。
随机分布(random dispersion):每一个体在 种群领域中各个点上出现的机会相等。(在资源 和空间充足、较均匀时常呈此分布)。
第七章
植物种群
教学目的与任务 了解植物种群的基本特征 明确植物种群的数量动态 掌握植物的种内关系和种间关系 重点与难点内容 植物种群的一般特征分析 生命表的编制 生态对策类型—K对策和r对策及区别 种内关系和种间关系,竞争排斥原理(高斯 定律)
参考文献
李博主编.生态学.北京.高教版,2000 孙儒泳.动物生态学.第3版.北京师大 版,2000 高中信等编著. 动物生态学实验与实习方法. 哈尔滨:东北林业大学出版社,65-215. 唐为. 警惕外来生物入侵. 环境与生 活,2000,(8):16-17. 徐承远,张文驹,卢宝荣,陈家宽 .生物入侵机 制研究进展. 生物多样性,2000,(4)
静态生命表
动 态 生 命 表
两 种 生 命 表 的 比 较
3. 存活曲线(Survival curve)
存活曲线是以时间间隔为横坐标,以相应的存活 个体数或存活率为纵坐标所作的曲线图。
存 活 数nx 存 活 分数lx lg nx lg lx
A,I B2 B1,II C,III B3
存活 曲线
世代重叠的连续型增长模型(微分方程) 如果种群的世代彼此重叠,(如人和乔木等), 种群的增长就是连续的,可以用微分方程来表 示:
dN/dt=rN 积分式为:Nt=N0ertt
其中, dN/dt为种群变化率,Nt为t时刻的种群
大小,N0为种群初始大小,e为自然对数的底, r为瞬时增长率:r =(lnNt-lnN0)/t。
存 活 数 的 对 数
Ⅰ型 Ⅱ型
Ⅲ型
0
年 龄
最大寿命
存活曲线
存 活 数
基本类型:
Ι型 (凹型)
Π型 (直线型) Ш型(凸型) 年龄
二 种群增长模型1 指数来自长模型:种群在无限制的环境中,表现为指数增长。 无限的环境,其空间、食物等资源是无限的, 对种群没有任何压力,种群的增长率不受本 身密度的影响,这类增长称为指数增长 (exponential growth)。
种群数量
+
-
死亡
迁入
封闭种群的大小变化?
出生率(natality):衡量种群增加新个体的能力
最大出生率(理论出生率),在理想状态下的 出生率,实际中很难达到; 实际出生率(生态出生率),特定生态条件下 的实际出生情况,受环境影响明显。 最低死亡率(理论死亡率): 实际死亡率(生态死亡率):
死亡率(mortality):
2. 生命表的类型 动态生命表:记录同一时间出生的种群存活 (死亡)过程的生命表。个体经历了相同的环境 条件,适用于寿命较短的种群。 又称同生群(cohort )生命表,特定年龄生命 表,水平生命表。 静态生命表:根据某一特定时间对某一种群 进行年龄结构的调查所编制的生命表。各年龄的 个体经历了不同的环境条件。适用于稳定的种群 和寿命较长的生物。 又称特定时间生命表,垂直生命表。
年龄结构(age structure):
各年龄级的个体数在种群中的分布情况。
年龄结构的应用: A. 判断动物濒危状况的一个重要标志。 B. 经济鱼类的捕捞标志--捕捞种群年 龄的低龄化和小型化现象。 C. 研究人口变动趋势的有用工具。 D. 研究经济林的采伐和更新。
空间特征(空间格局)(space pattern):
第二节 植物种群的数量动态 种群动态,是指种群数量在时间和空间上的 变动规律,涉及: 有多少(种群数量或密度)? 哪里多,哪里少(种群分布)? 怎样变动(数量变动和扩散迁移)? 为什么这样变动(种群调节)?
一 生命表和存活曲线
1 生命表: 是描述种群死亡过程的表格。是分析种群 动态的有效工具。 生命表的编制方法:
天然密度:(粗密度crude density)单位总空间的 生物数量 生态密度:(特定密度或经济密度)单位栖息空间内 生物的数量 均匀分布时二种密度相同,集群分布时生态密度较大
种群大小(数量)是一个变量,随时间而变化,
在适宜的生态环境中数量最大,反之则小; 其变化受4个因素的影响:
迁出 - + 出生
海滨岩石上生长着一簇簇灰白色、有石灰质外壳的小动 物,这是节肢动物大家族中一个分支,叫藤壶。藤壶的 形状有点像马的牙齿,所以生活在海边的人们常叫它 “马牙”。藤壶不但附着在礁石上,而且还能固着在船 体上,任凭惊涛骇浪的打击也冲刷不掉。 藤壶在每一次蜕皮之后,就要分泌一圈粘性的藤壶初生 胶,这种胶含有多种生化成分和极强的粘着力。
植物种群:
一定时间内占据某一空间的同种植物的集合.
如:一片麦田里的所有小麦植株;一片池塘里的 所有芦苇植株等。
动物种群: 一定时间内占据某一空间的同种动物的集合.
如:一个果园内所有七星瓢虫组成的集合;一片 松林内所有松毛虫组成的集合等。
二 植物种群的一般特征:
一般特征,是指种群在生长发育过程中所共有的特征
自然条件下,动物的分布为什么也 呈现集聚格局?
1 局部生境的差异所致,如动物多集中于资源 丰富的区域; 2 气候的节律性变化所致,如越冬群集,迁移 等; 3 配偶和生殖方式的结果,如成窝,繁殖集群 等; 4 社会化生活的结果,如社群结构,优势种等。
遗传特征:
种群通常是由若干个相同基因型的个体组成,但在繁 殖过程中,可以通过遗传物质的重组或突变,使种群的遗传
首先划分年龄阶段,记录各年龄级开始时的种群数 量,直至该群动物(或植物)全部死亡,最后据此计 算各年龄级死亡率、存活分数、平均寿命等。