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。
种群的年龄结构常用年龄金字塔来表示,金 字塔底部代表最年轻的年龄组,顶部代表最 老的年龄组,宽度则代表该年龄组个体数量 在整个种群中所占的比例,比例越大,宽度 越宽,比例越小宽度越窄。因此,从各年龄 组相对宽窄的比较就可以知道哪一个年龄组 的生物数量最多,哪一个年龄组的数量最少。 从生态学角度出发,把种群的年龄结构分为
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条件下所 产生的特殊适应特征,不包括在此范围内。
种群的基本特征包括种群的: 空间分布 种群数量 种群遗传 邻接效应
(一)种群的空间分布特征
种群内个体的空间分布方式,称为 分布格局(分布类型)。 由于自然环境的多样性,以及种内 种间个体的竞争,每一种群在一定空间 中都会呈现出特有的分布形式,这种生 物种个体在其生存环境空间中的配置方 式,取决于物种的生物学特性、种内种 间关系和环境因素。
r>0
r=0
r<0
时间
三、种群的逻辑斯谛增长(logistic growth)
在实际环境下,由于种群数量 总会受到食物、空间和其它资 源的限制,因此,增长是有限 的。由于环境对种群增长的限 制作用是逐渐增加的,故增长 曲线呈现“S”型,也称S型增长, 其数学模型可用logistic方程 描述。 dN/dt= r· N[(K-N)/K] 式中,N为种群数量;K为环境 容量(carring capacity),即 某一环境所能维持的种群数量, 在曲线中表示为渐近线。
一、几何级数指数增长(geometric growth)
种群的几何级数增长是指种群在无限的环境中生长, 不受食物、空间等条件的限制,种群的寿命只有1年, 且一年只有一个繁殖季节,同时种群无年龄结构, 是个体彼此隔离的一种增长方式。 亲代与子代世代 分离,种群增长不连续。
Nt=Nt-1×λ或Nt =N0×λt
2.出生率(natality)和死亡率(mortality)
出生率 是指种群在以生产、孵化、分裂或出芽等方
式下,产生新个体的能力,是种群内个体数量增长的 重要因素,出生率是种群增加固有能力的表述。常用 单位时间内产生新个体的数量表示。出生率分为:
最大出生率(maximum
natality)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。
第二节
种群的增长
种群增长随时间而变化,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增长的内在 原因;在自然条件下,当种群占据新的适宜环境 或渡过不良气候遇到适宜条件时,由于不同种群 繁殖特性不同,表现出不同的增长特征。 根据环境对种群的作用以及种群世代的重叠状 况,种群增长一般有3种典型类型: 几何级数增长 指数型增长 逻辑斯谛(S)增长
长率。
内禀增长率 是指在环境条件无限制作用
时,由种群内在因素决定的最大相对增殖速 度,其单位为时间的倒数。 对某一种群来说,内禀增长率是当种群建立 了稳定的年龄分布时,其稳定的相对增长率, 它反映的是一种理想状态,可用来与实际条 件下的增长率进行比较,其差值可视为环境 阻力的度量。
以观测的种群数量与时间t作 图,种群增长曲线呈“J”字 型,故指数增长又称 J 增长。 具有指数增长特点的种群, 种 其数量变化与r值关系密切。 群 数 当 r>0时,种群数量指数上升; 量 r=0时,种群数量不变; r<0时,种群数量指数下降。
粗密度(crude density) 生态密度(ecological density)是指单位栖息 是指单位总空间内的生 物个体数(或生物量) 空间内某种群的个体数 量(或生物量)
在任何一个地方,种群的密度 都随季节、 气候条件、食物储量和其它因素的影响而发 生很大变化。在实际应用中,密度是生物群的能流、资源的 可利用性、种群内部生理压力的大小以及种 群的散布和种群的生产力。
3.成群型分布(Aggregated Distribution)
即种群内个体的分布既 不随机,也不均匀,而 是形成密集的斑块。在 自然界中,这种分布是 最常见的。成群分布又 常有成群随机分布和成 群均匀分布两种现象。 人口分布为典型的成群 分布。
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成群分布形成的原因,在动物界和植 物界各不相同。
植物分布的原因是: ◆繁殖特性 ◆微域差异 ◆天然障碍 ◆动物及人为活动影响
动物分布的原因是: ◆局部生境差异 ◆气候的节律性变化 ◆配偶和生殖的结果 ◆社会关系
(二)种群的数量特征
1.种群大小(size)和密度(density)
一个种群全体数目的多少叫种群大小。 单位面积内某个生物种的个体总数叫种群密度。 密度的作用是种群内部自动调节的基础。有生 态密度和粗密度,且生态密度常大于粗密度。
种 群 数 量
指 数 增 长
环 境 阻 力
逻 辑 斯 谛 增 长
时间
种群增长模型
第三节 种群的数量波动与调节 (自学) 一、种群的数量动态
任何一个种群的数量都是随时间 变动的,即种群有数量变动的特征。 待种群数量增长至它的环境容纳量水 平以后,很少自然保持在这一水平上, 而是有较大的波动。
(一)种群增长
第三章 生物种群
第一节 种群的概念与特征
第二节
第三节
种群的增长模型
种群的数量波动与调节
第四节
种群间的相互关系
第一节
种群的概念与特征
一、种群的概念
二、种群的基本特征
一、种群的概念
种群(population)是指在一定时间内占据一
定特定空间与时间的同一物种(或有机体)的 集合体。
◆种群由同种个体组成,但不等于个体的简单聚
(3)衰退型种群(diminishing population) 这类种群的年龄结构呈壶形,基部窄而顶部宽, 表示种群中幼体比例很小,而老年个体比例大, 出生率小于死亡率,种群数量趋于下降。
种群中雄性和雌性个体数目的比例称为性比(sex ratio),也称性比结构(sexual structure)
式中:N0为初始种群大小; Nt为时间t时的种群大小; λ是种群的周期增长率。
二、种群的指数增长(exponential growth)
在无限环境条件下,除了种群的离散增长外, 生物可以连续进行繁殖,没有特定的繁殖期, 子代与亲代繁殖时间交错世代重叠,种群的 增长呈连续状态。
N= N0∙ert
式中:N为种群数量; N0为初始种群大小 ; r为瞬时增长率(等于瞬时出生率与瞬时 死亡率之差),在理论上被称为内禀增
自然种群数量变动中,“J”型和“S”型增长 均可以见到,但曲线不像数学模型所预测的 那样光滑、典型,常常还表现为两增长型之 间的中间过度型。 “J”型增长可以视为是 一种不完全的“S”型增长,即环境限制作用 是突然发生的,在此之前,种群增长不受限 制。
也是种群变动的两个主要因子,它描述各 地方种群之间进行基因交流的生态过程。 在以往的工作中,由于迁入和迁出的数量 难以研究,这个因素往往被忽视了,造成 这种情况的部分原因是种群边界研究的人 为间断和种群分布的连续性之间的矛盾。
(三)种群的遗传特征
种群通常是由相同基因型的个体组 成,但在繁殖过程中,可以通过遗传物 质的重新组合及突变作用使种群的遗传 性状发生变异,然后通过自然选择使某 些个体更能适应环境 特点而占据优势。因 此,随环境条件的变 化,种群可能发生进 化或适应能力的变化。
因此,研究性比的意义将随物种的雌雄关 系不同而不同。种群中性比对大多数脊椎 动物来说较为恒定,比值为1:1左右。对 两性花植物种群而言,在种群研究中可不 考虑性比问题,但在单性花植物种群中, 尤其是雌雄异株植物种群的动态研究时, 性比就显得特别重要。
4.种群的迁入和迁出
迁入(immigration)和迁出(emigration)
种群的空间分布通常可分为:
均匀型 随机型 成群型
成群随机型
成群均匀型
1.均匀型分布(Uniform Distribution)
也称规则分布(regular dispersal), 即种群内各个体在空间呈等距 离分布。 5 当有机体能够占据的空间比其 4 所需要的大时,则在其分布上 3 所受到的阻碍较小,这样使种 2 群中的个体呈均匀分布。在小 范围内的均匀分布主要是因为 1 种群内的个体间的竞争。自然 0 界中罕见,人工栽培的森林和 作物群落常为此类型。
况,是种内个体衰减的数量。同出生 率一样,死亡率分为:
最低死亡率(minimum mortality)是指个
体死亡于由生理寿命所决定的“老年”状况, 也是一个生物学常数。
实际死亡率或生态死亡率(ecological
mortality)受环境条件、种群大小和年龄组 成的影响。
3.种群年龄和性别结构
任何种群都是由不同年龄结构的个体所组成。 年龄结构(age structure)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。 在每一年龄级或整个种群个体中,雌性与雄 性个体所占种群个体总数的比例,构成了生 物种群的性别结构。 种群的年龄结构与性别比例是种群数量变化的 基本内因之一,可以用来估算种群的发展趋势。
通常分为 雌性 雄性 两性 对大多数动物来说,雄性与雌性的比例较为固定, 但有少数动物,尤其较为低等动物,在不同生长发 育时期,性比往往发生变化。通常受精卵的性比大 致为50:50,这称为第一性比(first sex ratio),自 幼体出生到个体性成熟为止,由于种种原因,性比 会发生变化,此期间的性比称第二性比(second sex ratio),以后还会有充分成熟的个体性比(third sex ratio)。性比变化对种群动态有很大影响。
实际出生率(realized
natality)或生态出生率 (ecological natality)。 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。
出生率的高低受以下三方面因素的影响:
①性成熟的时间。 ②每次产生后代的数量。 ③每年产生后代的次数。
死亡率是描述的是种群个体的死亡情