环境生态学:第三章 种群生态学
种群生态学
第二节 种群的增长 或称种群的生长速率和生长型
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.
按时间函数的连续或不连续,可分两类.
一、种群的几何级数增长(世代离散性生长模型)
适应: 一年一个世代,一个世代只生殖一次
R0=Nt+1/Nt Nt: 种群在t时刻的数量; Nt+1: 种群在t+1时刻的数量; R0: 每个世代的净生殖率(繁殖速率)
二、种群的指数增长(世代连续性生长模型)
适应: 世代重叠,生活史短,无特定繁殖期 在无限环境中的几何增长;繁殖速率恒定 可用微分方程表示: dN/dt=(b-d)N dN/dt: 种群的瞬时数量变化 b、d: 每个体的瞬时出生率、死亡率 b-d=r: 瞬时增长率(内禀增长率:种群固有的内 在增长能力)
集群分布
二、 种群的基本特征
3、种群的出生率和死亡率 (1)出生率
生理出生率(最大出生率):在理想条件下所 能达到的最大出生数量.
生态出生率(实际出生率):在一定时期内,种 群在特定条件下实际出生数量.内外因素共同作 用影响的结果. 影响出生率的因素: a.性成熟速度; b.每次产 仔数; c.每年生殖次数; d.生殖年龄的长短.
均匀分布:个体间的距离比随机分布更为一致. 可看作是随机分布的特例.
集群分布:个体呈疏松不均匀的分布. 又称聚集分 布. 是最常见的类型.
集群分布一般可分为核心分布型和负二项分布型 核心分布型(奈曼分布): 分布不均匀,个体形成很
多小集团或核心,核心之间的关系是随机的. 其概率公式可表示为:
二、 种群的基本特征
四、特定时间生命表
又称静态生命表.生命表中常见的形式. 适用:于世代重叠的生物,在人口调查中也常用 优点: ①容易使我们看出种群的生存、生殖对策;
环境生态学复习资料
环境生态学复习资料《环境生态学》教学内容•第一章 绪论•第二章 生物与环境•第三章 生物圈中的生命系统(种群生态学、群落生态学)•第四章 生态系统生态学•第五章 生态系统服务•第六章 退化生态系统及其修复、生态工程(教材中第六、八章合并,课外内容)•第七章 生物毒理与生物富集(教材中第七章部分内容)•第八章 生态管理、生态影响评价、生态规划、生态监测(教材中第九章、第七章部分)•第九章 全球环境变化与可持续发展(教材中第十章、课外内容)掌握内容第一章 绪论1生态学概念及研究对象。
生态学定义:研究生物与周围环境(生物、非环境环境)之间相互关系的科学。
研究对象:生物个体、种群、群落、生态系统、生物圈。
生命支持系统:是指地球上生命系统生存所需要的某些必要的条件,主要包括大气圈、水圈、岩石圈和能量。
2.生态圈:生物圈与生命支持系统的统一体,是地球上全部生物和与之发生相互作用的环境的总和,包括生物圈和生命支持系统两大部分。
3.人类社会的发展与环境问题的产生及演变:人类社会初期阶段的人与环境:人类进化过程中的重要事件:700万年前人科的起源两足行走的猿类物种“适应辐射”250万年前人属的起源和现代人的起源现代人的进化活动可能发生在50万年到3.4万年前之间标志现代文明的文字出现在大约6000年前农业社会与人类对自然环境的开发现代工业文明对环境的冲击与破坏4.环境生态学的概念 。
定义:研究人为干扰下,生态系统内在的变化机制、规律和对人类的反效应,寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。
是生态学和环境科学的交叉学科。
5.环境科学的研究内容 。
①人类与其生存环境的基本关系。
②污染物在自然环境中的迁移、转化、循环和积累的过程及规律。
③ 环境污染的危害。
④ 环境质量的调查、评价和预测。
⑤ 环境污染的控制与防治。
⑥自然资源的保护与合理使用。
⑦ 环境质量的监测、分析技术和预报。
⑧ 环境规划。
⑨ 环境管理。
第二章 生物与环境1. 物种(种)的概念,其内在因素。
环境生态学 第三章
一、 名词解释1. 种群(population)是指在一定空间中,同种个体的组合。
这是最一般的定义,表示种群是由同种个体组成的、占有一定领域、是同种个体通过种内关系组成的一个统一体或系统。
种群是一个有机统一体或系统;种群是物种在自然界存在的基本单位;种群是生物资源保护、利用和有害生物综合管理的具体对象2构件生物:由一个合子发育成一套构件,由这些构件组成个体。
如大多数植物、海绵、珊瑚等。
(个体形态发育受环境影响不可预测)单体生物:各个体保持基本保持一致的体形结构,每一个体来源于一个受精卵。
如鸟类、兽类等。
(个体形态发育可预测)3.生理出生率是种群在理想条件下所能达到的最大出生数量,又称 最大出生率生态出生率:一定时期内,种群在特定条件下实际繁殖的个体数量,它受生殖季节、一年生殖次数、一次产仔数量、妊娠期长短和孵化期长短、以及环境条件、营养状况和种群密度等因素影响,又称 实际出生率4.种群各年龄组的个体数或百分比的分布呈金字塔形,因此,称这样的年龄分布为年龄金字塔或年龄锥体5.自然增长率又称为实际增长率,可由出生率和死亡率相减得到,也可由生命表中的R0计算: 其中,T 为世代时间,是指种群从母体到子代再产仔的时间。
6.内禀增长率(rm) 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,环境中没有天敌,并在某一特定的温度、湿度和食物等环境条件组配下,种群最大的瞬时增长率,即内禀增长率7.环境容纳量 即物种在特定环境中的平衡密度(但也随环境条件而变化)8.生态入侵:由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区,种群不断扩大,分布区逐步稳定的扩展,这种过程称为生态入侵。
9.各种生物在进化过程中形成的特有的生活史,人们可以把它想象为生物在生存斗争中获得生存的对策,或者说对某一些特定的生态压力所采取的生活史或行为模式,称生态对策 12.生物钟:13.他感作用(没讲)14.生态位是生态学中的一个重要概念,指物种在生物群落或生态系统中的地位和作用。
第三章 种群生态学
• 整理调查结果(数量(x)和实测频次(f)所组 成的频次分布统计表,以求出样本方差(S2)和平 均数(x))
• 按照各分布型的概率通式,计算各项理论概率及其 相应的理论次数
• 进行卡方检验,测定其实测频次与理论频次之间的 差异是否显著
(二)研究意义
1、种群的重要属性之一 • 由物种的生物学特性和生境条件所决定的 • 环境的同质性和异质性 2、可以揭示种群的空间结构以及种群下结构的状况 • 有无个体群(colony)? • 分布的基本成分是单个的个体还是个体群? 3、抽样技术的理论基础 • 抽样数、最适样方的大小、序贯抽样方程 • 数据代换
• 但其缺陷是判断分布格局比较粗放,只分大 类,不及经典频次法具体
1、扩散系数(C)
C= xi m / n 1 S 2 / m
2
• C=1时,为随机分布 • C>1时,为聚集分布 • C<1时,为均匀分布
m±tSm=1±2 2n / n 1
2
如果C值随虫口密度变化,则不用此法判定,而要 用K值法等其他方法
Iδ = n xi xi 1 / N N 1 n fx 2 N / N N 1
n i 1
• Iδ=1,随机分布
• Iδ>1, 聚集分布
• Iδ<1, 均匀分布 • 抽样单位最好是植株或叶片
4、平均拥挤度(m*)
• Lloyd(1967) • 平均每个个体与多少个其他个体处在在同一个样方 中 • 平均拥挤度是强调个体的平均,而平均数则是强调 样方的平均 • 平均拥挤度不受零样方的影响,而平均数却受零样 方的影响 • m*=m+(S2/m-1)(1-S2/nm) • m*/m=1,均匀分布 • m*/m>1,聚集分布 • m*/m<1,均匀分布
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
生态学-第三章 种群生态学(1)
(2)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。
(3)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,经一定期限进行重捕。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。
生命表的作用和格式
• 生命表的作用:
(1)综合评定种群各年龄组的死亡率和寿命
(2)预测某一年龄组的个体能活多少年
(3)不同年龄组的个体比例情况
• 生命表的格式:
– 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) ;
80 28 14 4.5 4.5 4.5 4.5 0 2 -
1.000 0.437 0.239 0.141 0.109 0.077 0.046 0.014 0.014 0
0.563 0.452 0.412 0.225 0.290 0.409 0.692 0.000 1.0 -
102 48 27 17.75 13.25 8.75 4.25 2.0 1.0 0.0
224 122 74 47 29.25 16 7.25 3 1 0
1.58 1.97 2.18 2.35 1.89 1.45 1.12 1.50 0.50 -
藤壶的动态生命表 :对 1959 年固着的种群进行逐年观察,到 1968 年全部死 亡。 资料根据 Conell(1970)( 引自 Krebs,1978)
命表。依据取得 nx 和 dx方法的不同,生命表可以分为动
态生命表 和 静态生命表 。
生态学第03章_种群及其基本特征
Chapter 3
13
绝对密度和相对密度
• 绝对密度:单位面积或空间的实有个体数。 绝对密度:单位面积或空间的实有个体数。 • 相对密度:能获得表示种群数量高低的相 相对密度:能获得表示种群数量高低的相
对指标。
Chapter 3
14
调查方法
• 样方法:在若干样方中计数全部个体,然后以其平均数来 样方法:
Chapter 3
10
种群生物学与种群生态学
• 种群生物学(population biology): 研究种群的结构、形 种群生物学(population biology)
成、发展和运动变化过程规律的科学。最主要组成部分是 种群遗传学和种群生态学。
• 种群遗传学( population genetics ): 研究种群的遗传
Chapter 3
6
二、种群的概念
• 种群(population): 在一定空间中,同种个体的组 种群(population): 在一定空间中,
合。为了强调不同的面,有的生态学家还在种群 定义中加进其他一些内容,如能相互进行杂交、 具有一定结构、一定遗传特性等内容。
• 种群是自然界物种存在、物种进化、物种关系的 种群是自然界物种存在 物种进化、 自然界物种存在、
表。 用途:主要用于估计种群的增长。
Chapter 3 27
生命表建立
• 种群统计的核心是建立反映种群全生活史的各年龄组出生率、
死亡率,甚至包括迁移率在内的信息综合表。 • 一般的生命表格式或构成,表头依序是: x:年龄级 nx: 在x期开始时的存活数 lx : 在x期开始时的存活率 dx : 从x到x+1期的死亡数 x+1期的死亡数 qx : 从x到x+1期的死亡率 x+1期的死亡率 ex : x期开始时的平均期望寿命或平均余年 x期开始时的平均期望寿命或平均余年 Lx : 从x到x+1期的平均存活数 x+1期的平均存活数 Tx : x期及其以上各年龄级的个体存活总年数 x期及其以上各年龄级的个体存活总年数
《生态学》第3章:种群生态之一
C. 研究人口的有用工具。
年 龄 结 构 应 用
降低人口增长率的措施(政策):
a. 晚育,假如20岁生育,100年生育5代; 25岁生育,100年生育4代,少生一代,对于 我国来说就意味着少生2亿多人。
种 群 数 量
生物量(biomass):个体数目个体的平均体重
(2)密度的类型: 绝对密度:指单位面积或空间的实有 的个体数 相对密度:用其他统计数量指标间接 的表示种群数量高低的相对值。
密 度 的 类 型
根据种群密度的适宜程度,分为: 最适密度(optimal density):种 群增长处于最佳状况时的种群密度。
一、种群密度 1. 种群的大小和密度(size & density): (种群数量) (1)定义: 种群大小指该种群所包含的个体数目 的多少。(绝对量) 种群密度是指单位空间内个体数目或 生物量。(相对量)
单位空间可以指面积:Km2=100公顷(hectare)=100 万m2,亩等。也可以指体积:m3, l, ml等。
生 命 表 说 明
(5)各年龄死亡率qx :从X到X+1时的种群死亡率。 qx = dx/nx
(6)各年龄平均存活数Lx :各年龄期的中点,平 均存活数目。Lx=(nx+n x+1)/2 = nx- dx/2 = n x+1+ dx/2。(nx=nx+1+dx) (7)各年龄及其以上存活的年总数Tx:已活到X年 龄的生物总计还有多少年的存活时间。(所有现有 个 体 存 活 时 间 的 积 累 ) Tx = Lx+L x+1+ Lx+2+……+Lm=∑Tx (X从X到m, m为最长寿命) (8)平均寿命(生命期望值)ex:X龄的生物平均 还能活的时间。ex= Tx/nx
生态学 第三章 种群生态学3
第三章 种群生态学
第一节 种群及其基本特征 第二节 种群的遗传与进化 第三节 种内、种间关系
2020/3/6
种间和种内的相互作用
种内的相互作用的主要形式有竞争、自相残杀 和利他等
物种间相互作用的形式主要有竞争、捕食、寄 生和互利共生
➢ 正相互作用:偏利共生、原始合作、互利共生 ➢ 负相互作用:竞争、捕食、寄生、和偏害
N1取胜,N2被排挤掉
K1/α12 K2
K2/α21
·
K1 N1
2020/3/6
N1灭亡, N2取胜
K1 < K2 /α21,K2> K1/α12 N2
N1超过环境容纳量而 停止增长,N2继续增长
N2取胜,N1被排挤掉
K2 K1/α12
K1
· K2/α21 N1
2020/3/6
不稳定共存
2020/3/6
性选择理论
Darwin的理论 ➢ 性选择(sexual selection)一词首先被达尔文在1871年所
使用,主要是指通过选择使某一性个体在寻求配偶时获得比 同性其他个体更有竞争力的特征。达尔文设想性选择是通过 两种方式发生的:①性内选择;②性间选择。 Fisher的理论 ➢ 建立在主动选择基础上的性选择可以导致性二型特征的进化。 Trivers的理论 ➢ 在雄性不承担任何抚育后代责任的物种中,如果雌性个体具 有足够的辨别力,使它所选择的配偶所具有基因质量优于自 身,那么,进行有性生殖仍然是有利的。
两物种种群的平衡线
N2 K1/α12
dN1/dt<0
N2
dN2/dt<0
K2
dN1/dt=0
dN2/dt=0
《生态学》第3章 种群及其基本特征
图3-1 年龄锥体的3种基本类型(Kormondy,1976)
(a) 增长型种群 :有大量幼体,而老年个体较少。种群的出生率大于死亡率 (b) 稳定型种群:老、中、幼比例大体相同。出生率与死亡率大致相平衡 (c) 下降型种群:幼体比例减少而老体比例增大,种群的死亡率大于出生率13
(a) 增长型种群: 锥体呈典型金字塔形,基部 宽,顶部狭,表示种群有大量幼体,而老年个体 较少。种群出生率大于死亡率,是迅速增长的种 群。 (b) 稳定型种群: 锥体形状介于(a)、(c)两类之 间,老、中、幼比例大体相同。出生率与死亡率 大致相平衡,种群稳定。 (c)下降型种群: 锥体基部比较狭,而顶部比较 宽。种群中幼体比例减少而老体比例增大,种群 的死亡率大于出生率,是不断衰退的种群。
第三章
种群及其 基本特征
1
1 第一节 生物种与种群的概念
2
第二节 种群的动态
3
第三节 种群的空间格局
4
第四节 种群调节
2
第一节 生物种与种群的概念
1
生物种的 概念
2
种群的 概念
3
一、生物种的概念
瑞典植物学家林奈(Carolus von Linnaeus)在其出版的《植物种志》中,继承 了J.Ray的观点,认为种是“形态相似的个体 的集合”,并指出同种个体可自由交配,能 产生可育的后代,而不同种之间的杂交则不 育,并创立了种的双命名法。
T=(Σxlxmx)/(Σlxmx)
24
三、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
25
(一)与密度无关的种群增长模型
1. 种群离散增长模型 最简单的单种种群增长的数学模型,通常
第三篇种群生态学
(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3.3章 种群生态学(种内种间关系)
生态位小结
• 同一稳定的群落中,占据了相同生态位的两个物种,其中一个
种终究将被消灭(或被迫改变生态位)
• 同一稳定的群落中,没有任何两个种是直接的竞争者,因为这 些种类的生态位有差别,所以减少了它们之间的竞争,使自然 界形形色色的生物物种各就各位,达到有序的平衡 • 一个相互起作用的、生态位分化的种群系统,各种群有其一定 的生态位,在它们对群落的空间、时间、资源等的利用方面, 以及相互作用的类型,都趋向于互相补充,而不是直接竞争。 因此,由多个种群组成的群落就要比单一种群更能有效地利用
生 物 数 量
生 B 物 数 A 量
时间
A B
时间
★竞争实力悬殊时
★竞争实力相当时
(大草履虫与双小核草履虫)(牛与羊)
1、高斯假说(竞争排斥原理)
• 苏联生态学家,Gause,1934 草履虫为实验对象 生态位相近(如:相同资源利 雌雄同体的单细胞动物 用方式)的两个物种不能在同 寿命时间为一昼夜左右 一地区长期共存。(高斯假说)
动物领域性特点
领域面积随领域占有者的体重而扩大。
领域面积受食物品质的影响,食肉性种类 的领域面积比同样体重的食草性种类大。 领域行为和面积往往随生活史,尤其是繁 殖节律而变化。
领域行为的生态学意义
减少个体或群体之间的冲突,即攻击行为的发生
当资源有限时,能够保证占有者有足够的食物等
在繁殖季节,可以避免其他同种个体的干扰,有
集群的生态学意义
最适:35度
集群有利于改变小生境 集群有利于提高捕食效率 集群有利于提高学习效率 集群可以共同防御敌害 集群能够促进繁殖
狼群可分工合作
四、社会等级(social hierarchy)
生态学课件第三章 种群生态学
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
生态学第3章 种群及其基本特征
2.自然种群具有三个基本特征:
(1)数量特征:单位面积(或空间)上的个 体数量(即密度),将随时间而发生变动。
(2)空间特征:种群具有一定的分布区域和 分布式样。
(3)遗传特征:种群具有一定的基因组成, 即系一个基因库,以区别于其它物种,但种群中 的个体在遗传上存在差异。
正确理解
(1)不等于个体的简单相加:有机体之 间存在相互作用和相互影响,在整体上呈现 出有组织、有结构的特性。
是根据某一种群在特定时间内的年龄 结构而编制的(特定时间生命表、 垂直生命表)。
大角野绵羊
(3)从生命表可以得到
a 存活曲线(Survivorship Curve)
以存活数(nx)的对数对年龄(x)作图 可得到存活曲线。之。
A型:凸型存活曲线,表示种群在接近于生理寿命之前,只有个别的死亡,即几 乎所有的个体都能达到生理寿命。死亡率直到末期才升高。如大型兽类和人类。 B型:呈对角线型存活曲线,表示个体各时期的死亡率是对等的。许多鸟类接近 此型。 C型:凹型存活曲线,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。
增长型金字塔:典型金字塔,出生率大于死亡率。基部 宽、顶部狭窄。
稳定型金字塔:钟形,出生率与死亡率相近。各部相近。
衰退型金字塔:壶形,死亡率大于出生率,数量趋于下 降。基部窄,中上部宽。
2.性比(Sex ratio)
性比是反映种群中雄性个体(♂)和雌性个体(♀)比 例的参数。受精卵的♂与♀比例,大致是50:50,称为 第一性比;幼体成长到性成熟这段时间里,由于种种原 因,♂与♀的比例可能会发生变化,至个体开始性成熟 为止,其时的♂与♀比例叫做第二性比;此后,还会有 成熟个体的性比,叫第三性比。
第三章种群生态
种群年龄结构有三种:预测未来种群的动态
增长型(A ):含大量新生个体,种群数量呈上升趋势。
稳定型(B ):各年龄组上个体比例适中,分布均匀,种群 大小趋于平衡。
衰退型(C ):含老年个体数较大,幼年个体很少,种群数
量趋于减少。
主菜单主目录 返回 退出
2、性别(sex ratio)
性比是反映种群中雄性个体(♂)和雌性个体(♀) 比例的参数。
种群的增长模型(population growth form)
任何种群的数量都是随时间而变化的,当种群占据新的 适宜环境,或度过不良气候环境条件后,会通过繁殖迅速增 加种群个体数,这种增长有两种基本类型:
一、指数增长(J型增长) 种群在无食物和生存空间限制的 条件下呈指数式增长,种群个体的平均增长率不随时间变化。
即种群增长时存在两种情况,一种情况是当种群 小时,存活率最高;另一种种群在中等大小时最有利, 每一种群都有其自己的最适密度(optimum density),过疏和过密都会起到抑制作用.
5、有关种群密度的其概念
单位面积或空间内的个体数、生物量。 植被的研究,常用以下相对指标: 频率 ―- 某种植物出现的样方数占总样数的百分划。 丰度 ― -一个样本中某种植物个体数占总个体数的
B型:呈对角线的存活 曲线,表示个体各时期 的死亡率是对等的。
C型:凹型的存活曲线, 表示幼体的死亡率很高, 以后的死亡率低低而稳
定。
四、生命表
生命表(life table)描述死亡与存活过程的一种工具。 生命表分为两种类型:动态生命表(dynamic life table) 和静态生命表(static life table)。 1、动态生命表 是观察同一时间出生的生物的个体死 亡过程,或连续追踪该群生物全部死亡的过程而编制 的。表1是一个藤壶(Balanus glandula)的动态生命表 (Conell,1970)。
种群动态
§2 种群动态
种群动态
生存在特定环境中的任何生物种群, 生存在特定环境中的任何生物种群, 都有随时间过程而呈现个体数量消长和分 布变迁,这一生物种群特有的生命现象, 布变迁,这一生物种群特有的生命现象, 称为种群动态. 称为种群动态.
5.2 种群动态
5.2.1 种群密度 5.2.2 种群的年龄结构和性比 5.2.3 生命表 5.2.4 种群的增长 5.2.5 自然种群的数量变动
生命表( 生命表(life table)
生命表的概念 生命表的概念 生命表的一般构成 生命表的一般构成 生命表的类型 生命表的类型 动态生命表 动态生命表 静态生命表 静态生命表 图解生命表 图解生命表
存活曲线 存活曲线
存活曲线(survivorship) 存活曲线
概念 概念
在各年龄阶段种群的存活 率曲线. 率曲线.
直接数量指标(目测估计法) 直接数量指标(目测估计法)
Drude Soc.(Sociales) ( ) Cop3 Cop. (Copios ae) ) Cop2 Cop1 极多 很多 多 尚多 少 稀少 个别 Frequent Occasional Rare Very rare 常见 偶见 稀少 很少 F O r Vr 1 + 少 很少 Dominant Abundant Clements 优势 丰盛 D A Braun-Blanquet 5 4 3 2 非常多 多 较多 较少
性比 性比
定义 定义 类型 类型 影响性比的因素 影响性比的因素
5.2.2 种群的年龄结构与性比
种群的年龄结构 种群的年龄结构
概念 概念 年龄结构的划分 年龄结构的划分 年龄结构的类型 年龄结构的类型
年龄金字塔是用从上到下一系列不 同宽度的横柱作成的图. 同宽度的横柱作成的图.横柱的高低 位置表示由幼体到老年的不同年龄组, 位置表示由幼体到老年的不同年龄组, 横柱的宽度表示各个年龄组的个体数 或其所占种群全部个体数的百分比. 或其所占种群全部个体数的百分比. 根据年龄金字塔的形状,可以将种 根据年龄金字塔的形状, 群分为3个基本类型 群分为 个基本类型 : 增长型种群( 增长型种群(expanding population) ) 稳定型种群( 稳定型种群(stable population) ) 下降型种群( 下降型种群(decline population) )
生态学 第三章 种群生态学
种群年龄分布--1
白橡树种 群的年龄 分布
(自M.C.Molles,Jr,1999)
种群年龄分布--2
仙人掌雀 种群的年 龄分布
(自M.C.Molles,Jr,1999)
种群年龄分布--3
木棉树种群的 年龄分布
(自M.C.Molles,Jr,1999)
肯尼亚、美国和澳大利亚的人口年 龄结构
种群数量统计
种群边界问题 密度:单位面积或体积、生境中的个体数量 绝对密度和相对密度
绝对密度:单位面积或空间的实有个体数。 相对密度:只能获得表示种群数量高低的相对指标。
➢直接指标和间接指标
种群数量统计
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。
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管理的具体对象。
一个物种,由于地理隔离,有时不只有一个种群。
不同种群之间存在明显的地理隔离,长期隔离有可能发展为不 同亚种,甚至产生新的物种。
种群生态学的研究内容
种群数量(积分式) :
Nt
1
K eart
逻辑斯谛增长模型
种群 变化率
当比率增加时,种 群增长变慢
dN/dt=Nr(1-N/K)
种群个体 数量
瞬时增长率( 每员增长率)
环境容 纳量
逻辑斯谛增长率变化曲线
dN/dt=Nr(1-N/K)
dN/d t
k/2
N
逻辑斯谛增长方程积分式
环境容纳量
瞬时增长率(每 员增长率)
第三章 种群生态学
第四节 种群的行为生态学
领域的分类 1. 交配、觅食和繁殖领域; 2. 交配和筑巢的领域; 3. 交配领域; 4. 筑巢领域; 5. 非繁殖领域。
第四节 种群的行为生态学
领域的特征 1. 排他性; 2. 伸缩性; 3. 替代性。
第四节 种群的行为生态学
领域的作用 1. 防止过度拥挤和食物不足,减少种内竞争; 2. 对一些种类具有调节种群数量的作用; 3. 领域行为是一种进化的力量。
第二节 种群的数量特征与动态变化
性比例是指种群中雄性与雌性个体数的比例。 性比例影响着种群的出生率,因此也是影响 种群数量变动的因素之一。
第二节 种群的数量特征与动态变化
四、种群的增长模型 (一)种群的内在增长率 自然增长率(rate of natural increase),为实际 增长率,是指在单位时间内某一种群的增长百分 比。 内在增长率,也称内禀增长率或瞬时增长率 (instantanceous rate),指在无限制的环境条件下, 种群的最大增长率。 周限增长率(finite rate of increase)
第三节 种群的空间分布和扩散
二、扩散(dispersal)与迁移(Migration) 扩散是指种群当中的个体、群体或其扩散 体进入或离开种群和种群栖息地的空间位置变 动或运动状况。 扩散的三种形式:迁出(emmigration);迁 入(immigration);迁移。 扩散的动力:被动传播、定向运动。 扩散的原因:与密度无关的因素、与密度 有关的因素。
第四节 种群的行为生态学
集群的生态学意义: 1. 有利于提高捕食效率; 2. 可以共同防御敌害; 3. 有利于改变小生境; 4. 有利于提高学习效率; 5. 能够促进繁殖。
第四节 种群的行为生态学
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
下图是生态学研究的生物圈中的生命系统层次划分:
基因 细胞 器官 生命体 群体
社会
生物成分 +
非生物成分
物质
能量
|| 生物系统 基因系统 细胞系统 器官系统 机体系统 群体系统 生态系统
分
微
宏
子
生
观
生
态
生
态
学
态
学
学
Odum
向 近 敏 等
生物圈中的生命系统层次划分 (在Odum原图上由向近敏等改绘)
一、分子
作为生态学中的研究对象,分子是指生物活性分子。
分子生态学是生态学中新诞生的一门分支学科。
二、基因
基因是所有生物表现生命活动的根本结构和 用来维持其种属遗传性的关键。组成基因或基因 组的核酸中存在生物的所有遗传信息。
基因隶属于分子生态学的研究范畴,但研究的是 基因层次上生命体的基因结构组成。
三、细胞
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=生物群落+非生物环境
生态系统指一定空间内生物的成分和非生物 的成分通过物质的循环和能量的流动互相作用、 互相依存而构成的一个生态学功能单位。
第二节
生物种群的特征及动态
一、种群概念及特征
1. 种群概念
种群(population)是指在一定空间 中同种个体的组合。种群是物种在自 然界中存在的基本单位。从进化论的 观点看,种群是一个演化单位。从生 态学观点来看,种群又是生物群落的 基本组成单位。
例:标志50鼠,再捕40只,有标志的10只, 设总数是x,那么:
50/x = 10/40
x = 200
• ③去除取样法:用于调查小哺乳类数量统计,
方法是在样方中按网格或线路放置同样数量的夹 子,连续捕捉数夜,种群因捕捉而日益减少。
• 用逐日捕获数对捕获累积数作图,通过各点作直 线,延伸到与横坐标相交的点,就代表种群数量 的估计值。
组织是具有功能分工的细胞的集合体,不同 的相互联系的组织构成了器官。高等生物的个体 是由各种组织和器官组成的。
五、个体
生物存在的形式,是种群的基本组成单位, 具有新陈代谢、自我复制繁殖、生长发育、遗传 变异、感应性和适应性等生命现象。
六、种群
种群是指在一定空间中同种个体的组合,种 群中许多个体相互依赖、相互制约。不同的种群 相互有机的组合复合形成了群落。
• 假设条件:动物受捕率在工作期保持不变。
天 捕捉数(y) 积累数 (x)
1 60
60
2 45
105
3 20
125
(2)相对密度的测定
A.直接指标数量法:捕捉法,散放于 田野的捕鼠夹,捕捉地面动物的陷 井。
B.间接数量指标法:
粪堆数: 雪兔
鹿等.
新增粪堆数 排粪频率 面积
计算动物的鸣叫声
统计动物形成的土丘 洞穴等
种群生态学研究种群的数量、分布以及种群 与其栖息环境中的非生物因素和其他生物种群的 相互作用。
七、生物群落
在一定空间内生活在一起的各种动物、植物 和微生物种群的集合体。许多种群彼此相互作用, 具有独特的成分、结构和功能。
生物群落可以从植物群落、动物群落和微生 物群落这三个不同的角度来研究。群落生态学是 研究生物群落与环境相互关系及其规律的学科 。
单体生物与构件生物
• 单体生物(unitary organism)。个体保持基本一致的形态 结构;如动物:
– 大多数动物同种间具有相同的构件,均为一个受精卵发育而成。 其分布特征以个体表示即可;
• 构件生物(mudular organism)。一个合子发育成一套构 件;如植物:
– 构件生物中构件的数量比个体数更为重要,例如,统计水稻丛数 意义不大,而计算杆数更有实际意义。
细胞是构成生物体的基本单位。有机体除了 少数类型(病毒等)外,都是由细胞构成的。
单细胞有机体的个体就是一个细胞,一切生 命活动都是由这个细胞来承担。
多细胞有机体是由许多形态和功能不同的细 胞组成,共同保证整个有机体正常生活的进行。
四、组织
人们把在个体发育中,具有相同来源的同一 类型,或不同类型的细胞群组成的结构和功能单 位称为组织。
密度通常表示单位面积(或空间)
群 上的个体数目,但也有用每片叶子、每
密 个植株、每个宿主为单位的。 度
密度大体分为绝对密度和相对密度 两类。
绝对密度是指单位面积或空间的实 有个体数。
相对密度则只能获得表示数量高低 的相对指标。
(1)绝对密度的测定
总数量调查法和取样调查法 A.总数量调查法:统计某面积内全部生活的某种 生物的数量。 B.取样调查法:统计种群中的一小部分,用以估 计整体。 ①样方法:在若干样方中计数全部个体,然后将 其平均数推广,来估计种群整体。如进行湖泊中 野鸭数量调查。(样方要有代表性)。
第三章 种群生态学
第三章 种群生态学
第一节 生命系统的层次 第二节 生物种群的特征及动态 第三节 种群关系
第一节
生命系统的层次
生态学的研究可划分为三个层次:
宏观生态学
宏观生态学是以个体和群体为中心 与环境关系的生态学。
微生态学 微生态学是以单细胞为中心与环境 关系的生态学。
Hale Waihona Puke 分子生态学 分子生态学是以生物活性分子特别 是核酸分子为中心与分子环境关系 的生态学。
(二)种群的空间格局 种群的空间格局:即内分布型。组成种群 的个体在其生活空间中的位置状态或布局, 为种群的内分布型(internal distribution pattern)。
• 种群的内分布型有三种:
样方面积的大小由群落性质决定,图3-1反映了样方效应给调查造 成的影响。
样方1:样方与植株大小接近,样方内可能只含有A或B或C; 样方2:物种AB在同一样方,而C被孤立(排除)的概率很高; 样方3:三个物种均在样方内,可以表现三个物种的正相关关系。
②标志重捕法:在调查地段中捕获一部分个体
进行标志,然后放回,经一定期限后进行重捕。 根据重捕中标志数的比例,估计该地段中个体 总数。根据总数中标志的比例与重捕中标志的 比例相同假设。即可计算总数。
2. 种群特征
种群的主要特征表现在三方面:
① 数量特征(密度或大小):影响种群数 量大小的基本参数为出生率、死亡率、 迁入率和迁出率。
② 空间分布特征:它包括内分布格局和地 理分布格局。
③ 遗传特征:种群的遗传特征是种群遗传 学和进化生态学的主要研究内容。
二、种群的动态
(一)种群的大小和密度
种