生物种群

n 自然界的环境条件是不断变化的，当条件有利时，r 值 可能是正值，条件不利时可能变为负值。从上式看，r 值是随R0的增大而增大，随T 值增大而变小。
n 例如，计划生育的目的是要使r 值变小，据此式可有两 条途径：
l ①降低R0值，即让世代增殖率降低，这就要限制每对夫妇 的生育数；
l ②使T值增大，即可以通过推迟首次生殖时间或晚婚来实现。
（一） 种群的群体特征
3.生命表
n 系统描述同期出生的一生物种群在各发育阶段存活过程 的一览表,是研究种群动态的一种有用的工具。
n 动态生命表 l 根据对同年出生的所有个体进行存活数动态监察 资料编制而成。
n 静态生命表 l 根据某一特定时间，对种群作一个年龄结构的调 查，并根据其结构而编制成的生命表。
（一） 集群
只有满足“最小种群原则”才能产生集群效应。
（非洲象5头，北方鹿300头）
n 阿利规律
l 在一定的条件下，当种群密度（数量）处于适度的情况时， 种群的增长最快，密度太低或太高都会对种群的增长起限 制作用，这被称为阿利规律（Alice’s principle）。
l 第一性比：
− 性比是种群中雄性个体和雌性个体的数目比例，称第一性 比；
l 第二性比：
− 幼体成长到性成熟阶段，由于各种原因，雄性与雌性比持 续变化，到个体成熟为止，雄性与雌性的比例叫第二性比；
l 第三性比：
− 个体成熟后的性比，叫第三性比。
l 性比对种群的配偶关系及繁殖潜力有很大影响。在野生种 群中，性比的变化会引发配偶关系及交配行为的变化，这 是种群自然调节的方式之一。
种群年龄分布--2
白橡树（Quercus alba）种群的年龄分布 (自M.C.Molles,Jr,1999)
13
种群年龄分布--3
仙人掌雀（Geospiza conirostris）1983年的年龄分布
(自M.C.Molles,Jr,1999) 14
（一） 种群的群体特征
2.种群结构和性比
n （2）性比
（λ=N /N →N ＝N λ）
t t-1
t
t-1
l λ是种群周限增长率
l 适应: 一年一个世代,一个世代只生殖一 次
如初始种群N0=10，N1=200，即一年增加20倍 （λ=N1／N0=20），若种群在无限环境中年复一 年地增长即： N0=10 N1=N0λ=10×20=200（10×201） N2=N1λ=200×20=4000（10×202） N3=N2λ=4000×20=80000（10×203） …
课堂练习
例1：下列属于种群的是（ ） A．一块棉田中的害虫 B．一片森林中的全部山毛榉 C．一座高山上的鸟 D．一口池塘中的单细胞藻类
一、种群概念及其基本特征
n （二）基本特征
l 1.数量特征（密度或大小） l 2.空间分布特征 l 3.遗传特征
种群的三种内分布型或格局 Ａ 均匀分布 Ｂ 随机分布 Ｃ 聚群分布
第四节 种间的相互作用
• 一、种内关系 • 二、种间关系 • 三、种间竞争 • 四、捕食作用
n 种间关系是指不同物种种群之间的相互作用。 分为9种类型（44页）：
n 1、中性作用 n 2、竞争：直接干涉型 n 3、竞争：资源利用型 n 4、偏害作用 n 5、捕食作用 n 6、寄生作用 n 7、偏利作用 n 8、原始合作 n 9、互利作用
一、种内关系
（一） 集群 n 同一种生物的不同个体，或多或少都会在一定的时期内
生活在一起，从而保证种群的生存和正常繁殖。集群现 象普遍存在于自然种群之中,是种群的一种适应性特征。
l 临时性集群
鸿雁
l 永久性集群
蜂
蚁
一、种内关系
（一） 集群
蜗
n 集群的原因
牛
l 栖息地的食物、光照、温度、水等环境因子的共同需要
（一） 种群的群体特征
1.种群密度 n 密度通常表示单位面积（或空间）上的个体数目，但也
有用每片叶子、每个植株、每个宿主为单位的。
除采用单位面积（或空间）上的个体数目来表示种群密度外，也有因生物的 特征不同而采用的其他表示方法。
（一） 种群的群体特征
2.种群结构和性比
n （1）种群结构
l 种群的年龄结构是指不同年龄组的个体在种群内的比例和 配置情况。研究种群的年龄结构和性别比例对深入分析种 群动态和进行预测预报具有重要价值。
Nt+1=λNt或Nt=N0λt
λ表示种群为前一年20倍的速率增长，这种增 长形式为指数增长或几何级数式增长。 从理论上讲，λ有以下四种情况：
a， λ＞1 种群上升
b， λ=1 种群稳定
c， 0＜λ＜1 种群下降
d， λ=0 种群无繁殖现象，且在一代中灭亡。
（二） 种群增长模型
1.与密度无关的种群增长模型 n 种群连续增长模型
（二） 种群增长模型
1.与密度无关的种群增长模型
n 种群离散增长模型
种群的几何级数增长(世代)：在世代不重叠 的种群，种群的增长可以用几何增长的模型描 述。
l 模型前提条件：增长率不变;无限环境；世代不 相重叠；种群没有迁入和迁出；没有年龄结构
l 数学模型： Nt+1=λNt或 Nt/N0=λt
l
l 种群的年龄结构通常用年龄锥体图表示，按锥体形状，年 龄锥体可划分为三个基本类型：
l 增长型种群、稳定型种群、下降型种群
繁殖后期
(a)
(b)
(c)
繁殖期 繁殖前期
（a）增长型种群（b）稳定型种群（c）下降型种群
例题：下列是依据我国3次人口普查数据，绘制的人口年龄组成图（如下图 所示）。下面是对下述三图的描述，其中完全正确的是（ ）
第三章 生物种群
• 一、种群概念及其基本特征 • 二、种群的增长 • 三、种群的数量变动和调节 • 四、种间相互作用
本节重点
n 种群定义
n 种群特征：数量、空间、遗传
n 种群增长模型：与密度无关的离散和连续两种；
n
与密度有关的：逻辑斯蒂方程
n 种群调节理论：外源种群调节和内源自动调节假说
一、种群概念及其基本特征
二、种群的增长及其数量变动
（一） 种群的群体特征 n 种群密度 n 初级种群参数
l 出生率（natality） l 死亡率（mortality） l 迁入率（immigration rate） l 迁出率（emigration rate）
n 次级种群参数
l 性比（sex ratio） l 年龄分布（age distribution） l 种群增长率等
例如初始种群N0为100，r为0.5／♀·年，则以后的种群数如表所示:
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若以种群数量Nt对时间t作图，种群增长曲线呈“J”型 （A），因此种群的指数增长又称为“J”型增长。但以 lgNt对时间作图，则成为直线（B）。
几何增长模型及草夹竹桃（Phlox drummomdii）假设的增长曲线
（二） 种群增长模型
③转折期，当个体数达到饱和密度一 半（即K/2时），密度增长最快；
④减速期，个体数超过K/2以后，密 度增长逐渐变慢；
⑤饱和期，种群个体数达到K值而饱 和。
（二） 种群增长模型
2.与密度有关的种群增长模型
逻辑斯特方程的重要意义：
n 它是两个相互作用种群增长模型的基础； n 它也是渔捞、林业、农业等实践领域中，确定最大持续产量的
藤壶的动态生命表
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（一） 种群的群体特征
n 存活曲线
存活曲线的类型（Kreb,1985）
存
活 数
Ⅰ型
的
对
数
Ⅱ型
Ⅲ型
年龄
l
Ⅰ型：曲线凸型，表示在接近生理寿命前只有少数个体死亡。
l
Ⅱ型：曲线呈对角线，各年龄死亡率相等。
l
Ⅲ型：曲线凹型，幼年期死亡率很高。
小练习：
第二节 种群的增长
n 一、种群内禀增长率（r）
n 3.折中学派
l 气候因子和生物因子都具有决定种群密度的作用。
三、种群调节理论
（二） 内源性因子调节假说
n 又称自动调节假说，认为，种群调节是动物种群内部物 种的一种适应性反应，包括行为调节、内分泌调节和遗 传调节。
n 1、行为调节：认为动物社群行为是一种调节种群的机 制。
n 2、内分泌调节：对于哺乳动物，当种群数量上升，加 大了动物神经内分泌系统的刺激，影响下垂体的功能， 导致生长激素和促性激素分泌减少，肾上腺皮质激素增 加，结果导致出生率下降，死亡率上升，抑制种群的增 长。
主要模型； n 模型中两个参数r、K，已成为生物进化对策理论中的重要概念。
第三节 种群的数量变动和调节 当生物进入和占领新栖息地，随着 对环境的适应种群数量将沿着以下不 同的方向演化：
10/14/15
第三节 种群的数量变动和调节
n 种群数量的波动分为不规则波动和周期性波动。 1.不规则波动
藻类种群波动， 主要是温度变化 以及由其带来的 营养物获得性的 变化而造成的
A. 图1是增长型，从图3可看出计划生育政策初见成效 B. 图1、图2、图3都是衰退型 C. 图2是典型的稳定型，可看出计划生育政策初见成效 D. 图1、图2、图3都是稳定型
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种群年龄分布--1
木棉树（Populus deltoides subsp.）种群的年龄分布
(自M.C.Molles,Jr,1999) 12
Wisconsin绿湾中藻类数量随环境的年变化（Mackenzie，etal，1998）
1913—1961 年东亚飞蝗洪泽湖蝗区的种群动态曲线（马世骏，丁宕钦，1965）
（三） 种群的数量变动
2.周期性波动
n
种群数量变动随时间呈现出有规律的、周而复始的
波动现象,这种数量波动的特点与种群自身的遗传特性
坏），其数量会出现持久性下降，即种群衰落甚至灭亡。
南半球鲸捕获量的变化（Mackenzie，etal，1998）
三、种群调节理论
（一） 外源性种群调节理论 n 1.气候学派
l 气候学派多以昆虫为研究对象，他们认为，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。
n 2.生物学派
l 生物学派主张捕食、寄生、竞争等生物学过程对种群调节 起决定作用。认为只有密度制约因子才能调节种群的密度。
有关。
北方的啮齿动物旅鼠、姬鼠、田鼠，以及北极狐和雪鸽等
北美的美洲兔与加拿大猞猁90年间数量周期（Bush，1997）
3.季节波动 n 季节波动（消长）是指
种群数量在一年四季中 的变化规律。了解动物 的季节性波动规律是控 制其危害的生态学基础。
北点地梅8年间的种群数量变动（Begon，1986）
4.种群的暴发
Βιβλιοθήκη Baidu
l 对昼夜天气或季节气候的共同反应
l 繁殖的结果
l 被动运送的结果
l 由于个体之间社会吸引力相互吸引的结果。
蝴蝶的卵
蝙蝠
一、种内关系
（一） 集群 n 集群的生态学意义:
在一定的密度下，群体密度的增 加能够有利于群体的生存和增长。但 是随着个体数的增加，密度过高、繁 殖过剩时产生有害的拥挤效应。
一、种内关系
n （一）种群概念
l 一般认为，种群是物种在自然界中存在的基本单 位。在生物分类学中，门、纲、目、科、属等分 类单元是学者按物种的特征及其在进化中的亲缘 关系来划分的，唯有种才是真实存在的。因此， 从进化论的观点看，种群是一个演化单位。
l 从生态学观点看，种群又是生物群落的基本组成 单位。
种群是指生活在一定区域中的同种生物个体的总 和。
2.与密度有关的种群增长模型
采用不同方式培养酵母细胞时酵母实验种群的增长曲线
（二） 种群增长模型
2.与密度有关的种群增长模型
n 逻辑斯谛方程
l 比无密度效应模型增加两点假设：
l
① 存在环境容纳量（K），当Ｎt=K时，种群为零增长，即dN／
dt=0；
l ② 增长率随密度上升而按比例降低变化。
dNrN1 N其积分式为：
dt
K
K Nt 1 eart
式中a——参数，其值取决于N0，表示曲线对原点的相对位置。
（二） 种群增长模型
2.与密度有关的种群增长模型 n 逻辑斯谛曲线变化可分为五个时期：开始期、加速期、
转折期、减速期和饱和期。
①开始期，也称潜伏期，由于种群个 体数很少，密度增长缓慢；
②加速期，随个体数增加，密度增长 逐渐加快；
l 在世代重叠的情况下，种群以连续方式变化。把种群变化 率dN／dt与任何时间的种群大小联系起来，单位时间内种 群的变化率，即：
dN /d t rt其积分式为： Nt N0ert
l 式中：e——自然对数的底
l 若对种群大小Nt对时间t作 图，种群增长曲线呈“J” 字型。
l 以lgNt对t作图，则变为直 线。
n 可发生在种群数量的不规则或周期波动内，常见为害虫、 害鼠的暴发，以及赤潮现象。
赤潮
蓝藻爆发（滇池）
5.生态入侵
n 某种外来生物进入新分布区成功定居，并得到迅速扩展 蔓延的现象，称为生态入侵（ecological invasion）
泛滥的水葫芦
互花米草
6.种群的衰落和灭亡 n 当种群长久处于不利条件下（人类过度捕猎或栖息地破