生態(tài)學(xué)-種群的數(shù)量波動(dòng)和調(diào)節(jié)

1、第第2章章 種群生命表及分析種群生命表及分析(復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)) LIFE TABLE AND THE ANALYSIS 1. 生命表中各個(gè)符號(hào)代表的含義生命表中各個(gè)符號(hào)代表的含義,哪些哪些是直是直接觀察值接觀察值,哪些是統(tǒng)計(jì)值哪些是統(tǒng)計(jì)值2.生命表可以分為幾種？3. 靜態(tài)生命表和動(dòng)態(tài)生命表有何區(qū)別？4. 什么是死亡率曲線(xiàn)？5.什么是生存率曲線(xiàn)？有哪幾種類(lèi)型？6.辨析：特定年齡生殖率mx /凈生殖率凈生殖率R0 /內(nèi)內(nèi) 稟增長(zhǎng)率稟增長(zhǎng)率rm /周限增長(zhǎng)率周限增長(zhǎng)率/瞬時(shí)增長(zhǎng)率瞬時(shí)增長(zhǎng)率r 目的和內(nèi)容:認(rèn)識(shí)種群數(shù)量上的動(dòng)態(tài),用數(shù)學(xué)模型加以描述,進(jìn)而分析其數(shù)量變動(dòng)規(guī)律,預(yù)測(cè)未來(lái)數(shù)量動(dòng)態(tài)趨勢(shì)。 1. 比較種

2、群的增長(zhǎng)模型比較種群的增長(zhǎng)模型:幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)、幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)、指數(shù)增長(zhǎng)指數(shù)增長(zhǎng)(J型增長(zhǎng)型增長(zhǎng))、邏輯斯蒂增長(zhǎng)、邏輯斯蒂增長(zhǎng)(S型增長(zhǎng)型增長(zhǎng))(可以從適用范圍、公式、曲線(xiàn)特點(diǎn)等可以從適用范圍、公式、曲線(xiàn)特點(diǎn)等幾個(gè)方面來(lái)說(shuō)明幾個(gè)方面來(lái)說(shuō)明)2. 什么是時(shí)滯效應(yīng)？什么是時(shí)滯效應(yīng)？幾何級(jí)數(shù)的增長(zhǎng)：Nt=R0tN0指數(shù)增長(zhǎng)模型：Nt=N0ert邏邏輯輯斯斯諦諦增增長(zhǎng)長(zhǎng)第第4章章 種群的數(shù)量變動(dòng)和調(diào)節(jié)機(jī)制種群的數(shù)量變動(dòng)和調(diào)節(jié)機(jī)制 Population Dynamic n4.1.1 種群的季節(jié)消長(zhǎng)種群的季節(jié)消長(zhǎng)(年內(nèi)變動(dòng)年內(nèi)變動(dòng))n4.1.2 種群的波動(dòng)種群的波動(dòng)n4.1.3 種群的爆發(fā)種群的爆發(fā)(或大發(fā)生

3、或大發(fā)生)n4.1.4 種群平衡種群平衡n4.1.5 種群的衰落和滅亡種群的衰落和滅亡n4.1.6 生態(tài)入侵生態(tài)入侵(ecological invasion)n4.2.1 外源性種群調(diào)節(jié)理論：密度制約的生物外源性種群調(diào)節(jié)理論：密度制約的生物學(xué)派、非密度制約的氣候?qū)W派、綜合學(xué)派學(xué)派、非密度制約的氣候?qū)W派、綜合學(xué)派n4.2.2 內(nèi)源性自動(dòng)調(diào)節(jié)理論內(nèi)源性自動(dòng)調(diào)節(jié)理論n種群增長(zhǎng)：自然種群數(shù)量變動(dòng)中種群增長(zhǎng)：自然種群數(shù)量變動(dòng)中,J型和型和S型增型增長(zhǎng)都可以見(jiàn)到長(zhǎng)都可以見(jiàn)到,但曲線(xiàn)不像數(shù)學(xué)模型所預(yù)測(cè)的光但曲線(xiàn)不像數(shù)學(xué)模型所預(yù)測(cè)的光滑、典型滑、典型,常常還表現(xiàn)出兩類(lèi)增長(zhǎng)模型之間的之常常還表現(xiàn)出兩類(lèi)增長(zhǎng)模型之

4、間的之間過(guò)渡類(lèi)型。間過(guò)渡類(lèi)型。(外來(lái)種、入侵種的特例外來(lái)種、入侵種的特例;J型和型和S型的轉(zhuǎn)變型的轉(zhuǎn)變)4.1.1 種群的季節(jié)消長(zhǎng)種群的季節(jié)消長(zhǎng)(年內(nèi)變動(dòng)年內(nèi)變動(dòng))n溫帶湖泊的浮游植物溫帶湖泊的浮游植物(主要是硅藻主要是硅藻)春、秋兩季春、秋兩季2次密度峰值。次密度峰值。4.1.2 種群的波動(dòng)種群的波動(dòng)種群波動(dòng)的原因：種群波動(dòng)的原因：1)出生率和死亡率的改出生率和死亡率的改變變(時(shí)滯時(shí)滯的密度制約的密度制約);2)環(huán)境條件的改變環(huán)境條件的改變;3)過(guò)度補(bǔ)償性密度制約。過(guò)度補(bǔ)償性密度制約。種群波動(dòng)的類(lèi)型：種群波動(dòng)的類(lèi)型： 1)不規(guī)則波動(dòng)：東亞飛蝗的不規(guī)則變動(dòng)與不規(guī)則波動(dòng)：東亞飛蝗的不規(guī)則變動(dòng)與干

5、旱密切相關(guān)干旱密切相關(guān)(馬世俊等馬世俊等,1965)n2)周期性波動(dòng)周期性波動(dòng)：旅鼠、北極狐：旅鼠、北極狐34年周期年周期;猞猁和雪兔猞猁和雪兔910周期。周期。教材教材P2122154.1.3 種群的爆發(fā)種群的爆發(fā)(或大發(fā)生或大發(fā)生)n蝗蟲(chóng)、鼠害蝗蟲(chóng)、鼠害;赤潮生物赤潮生物(腰鞭毛藻、褐甲藻腰鞭毛藻、褐甲藻);水水生生物。生生物。4.1.4 種群平衡種群平衡 種群平衡：較長(zhǎng)期維持在幾乎同一水平上。如種群平衡：較長(zhǎng)期維持在幾乎同一水平上。如大型有蹄類(lèi)大型有蹄類(lèi)、食肉動(dòng)物食肉動(dòng)物等多數(shù)一年只產(chǎn)一仔等多數(shù)一年只產(chǎn)一仔,壽壽命長(zhǎng)命長(zhǎng),種群數(shù)量一般很穩(wěn)定種群數(shù)量一般很穩(wěn)定;一些一些蜻蜓成蟲(chóng)和蜻蜓成蟲(chóng)和

6、具具有良好內(nèi)調(diào)節(jié)機(jī)制的有良好內(nèi)調(diào)節(jié)機(jī)制的社會(huì)性昆蟲(chóng)社會(huì)性昆蟲(chóng)(紅蟻、黃墩紅蟻、黃墩蟻。蟻。4.1.5 種群的衰落和滅亡種群的衰落和滅亡n其一般特征：其一般特征：個(gè)體大、出生率低、生產(chǎn)慢、個(gè)體大、出生率低、生產(chǎn)慢、成熟晚。大熊貓成熟晚。大熊貓;白鱀豚白鱀豚;海洋鯨魚(yú)。海洋鯨魚(yú)。n主要原因：主要原因：人類(lèi)過(guò)度捕殺人類(lèi)過(guò)度捕殺;棲息地破壞棲息地破壞4.1.6 生態(tài)入侵生態(tài)入侵(ecological invasion)n由于人類(lèi)有意識(shí)或無(wú)意識(shí)地把某種生物帶由于人類(lèi)有意識(shí)或無(wú)意識(shí)地把某種生物帶入適宜其棲息地和繁衍的地區(qū)入適宜其棲息地和繁衍的地區(qū),種群不斷種群不斷擴(kuò)大擴(kuò)大,分布區(qū)逐步穩(wěn)定地?cái)U(kuò)展的過(guò)程。分布

7、區(qū)逐步穩(wěn)定地?cái)U(kuò)展的過(guò)程。,是指那些出現(xiàn)在其過(guò)去或現(xiàn)在的是指那些出現(xiàn)在其過(guò)去或現(xiàn)在的自然自然分布分布范圍范圍及及擴(kuò)散擴(kuò)散潛力潛力以外以外(即在其自然分布范圍以外或在沒(méi)有直接或間接引入或人類(lèi)照顧之下而不能存在)的的物種物種、亞種亞種或以下的或以下的分類(lèi)分類(lèi)單元單元,包括其所有可能存活、繼而繁殖的部分、配子或繁殖體。n外來(lái)入侵種是對(duì)于一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)而言,在該生態(tài)系統(tǒng)中原來(lái)并沿有這個(gè)物種的存在,它是借助人類(lèi)活動(dòng)越過(guò)不能自然逾越的空間障礙而進(jìn)來(lái)的。人自然情況下,山脈、河流、海洋等的阻隔以及氣候、土壤、溫度、濕度等自然地理因素的差異構(gòu)成了物種遷移的障礙,依靠物種的自然擴(kuò)散能力進(jìn)入一個(gè)新的生態(tài)系統(tǒng)是相當(dāng)困難的

8、。雖然也有由于氣候和地質(zhì)構(gòu)造變化,使動(dòng)物、植物或病原體進(jìn)入新的系統(tǒng)的情況,但更多的卻是由于人類(lèi)活動(dòng)而有意或無(wú)意地導(dǎo)致了越來(lái)越多的物種遷移。n外來(lái)入侵植物：外來(lái)入侵植物：紫莖澤蘭、鳳眼蓮紫莖澤蘭、鳳眼蓮(水葫蘆水葫蘆)、喜旱、喜旱/空心蓮子草空心蓮子草(水花生水花生)、加拿大一枝黃花、加拿大一枝黃花、三裂葉三裂葉豚草等。豚草等。n外來(lái)入侵動(dòng)物：牛蛙、松材線(xiàn)蟲(chóng)等。外來(lái)入侵動(dòng)物：牛蛙、松材線(xiàn)蟲(chóng)等。4.2.1 外源性種群調(diào)節(jié)理論外源性種群調(diào)節(jié)理論強(qiáng)調(diào)強(qiáng)調(diào)外因外因。分為：。分為：密度制約的生物學(xué)派密度制約的生物學(xué)派、非密度非密度制約的氣候?qū)W派制約的氣候?qū)W派和和綜合學(xué)派綜合學(xué)派。A. 生物學(xué)派生物學(xué)派主張

9、主張生物因素生物因素為種群自然調(diào)節(jié)的主要因素為種群自然調(diào)節(jié)的主要因素,如捕食、如捕食、寄生性天敵寄生性天敵,還有疾病饑餓等。這些生物因素一還有疾病饑餓等。這些生物因素一般稱(chēng)般稱(chēng)密度制約因素密度制約因素,這些因素的作用一般是種群這些因素的作用一般是種群數(shù)量趨向穩(wěn)定。數(shù)量趨向穩(wěn)定。B. 氣候?qū)W派氣候?qū)W派主張種群密度主要靠主張種群密度主要靠氣候氣候來(lái)調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)節(jié),包括暴風(fēng)雨、高包括暴風(fēng)雨、高溫和其它災(zāi)難性氣候條件溫和其它災(zāi)難性氣候條件,一般稱(chēng)非密度制約因一般稱(chēng)非密度制約因素素,這些因素的作用一般造成種群數(shù)量的波動(dòng)性。這些因素的作用一般造成種群數(shù)量的波動(dòng)性。C. 綜合學(xué)派綜合學(xué)派把生物學(xué)派和氣候?qū)W派觀點(diǎn)

10、結(jié)合起來(lái)把生物學(xué)派和氣候?qū)W派觀點(diǎn)結(jié)合起來(lái),以生物因子以生物因子和非生物因子間復(fù)雜的組合作為種群波動(dòng)機(jī)制和非生物因子間復(fù)雜的組合作為種群波動(dòng)機(jī)制的多因性的多因性,并因時(shí)間地點(diǎn)而變化。并因時(shí)間地點(diǎn)而變化。以上理論都特別強(qiáng)調(diào)以上理論都特別強(qiáng)調(diào)外在因素外在因素的作用的作用,如如食物、天食物、天敵、氣候和隱蔽場(chǎng)所敵、氣候和隱蔽場(chǎng)所等。等。4.2.2 內(nèi)源性自動(dòng)調(diào)節(jié)理論內(nèi)源性自動(dòng)調(diào)節(jié)理論種群調(diào)節(jié)機(jī)制除種群調(diào)節(jié)機(jī)制除外源性因素外源性因素外外,種群內(nèi)的自種群內(nèi)的自我調(diào)節(jié)機(jī)制也是種群數(shù)量波動(dòng)的重要原因。我調(diào)節(jié)機(jī)制也是種群數(shù)量波動(dòng)的重要原因。均強(qiáng)調(diào)種群內(nèi)成員的均強(qiáng)調(diào)種群內(nèi)成員的異質(zhì)性異質(zhì)性(行為上、生行為上、生理

11、特征上或遺傳性質(zhì)上理特征上或遺傳性質(zhì)上)及及生物進(jìn)化生物進(jìn)化的作的作用。用。A. 因種群內(nèi)因種群內(nèi)個(gè)體的差異性個(gè)體的差異性,即種群內(nèi)在的變即種群內(nèi)在的變異性對(duì)控制種群的重要性。種群個(gè)體的變異性對(duì)控制種群的重要性。種群個(gè)體的變異有兩種類(lèi)型異有兩種類(lèi)型:表現(xiàn)型、基因型。表現(xiàn)型、基因型。B. 自我調(diào)節(jié)理論學(xué)派的生態(tài)學(xué)家重視進(jìn)化自我調(diào)節(jié)理論學(xué)派的生態(tài)學(xué)家重視進(jìn)化方面的論據(jù)。方面的論據(jù)。如如:一種研究認(rèn)為一種研究認(rèn)為,種群增長(zhǎng)期間種群增長(zhǎng)期間增加了種增加了種群內(nèi)的變異群內(nèi)的變異同時(shí)很多同時(shí)很多劣質(zhì)基因劣質(zhì)基因保存下保存下來(lái)來(lái)?xiàng)l件恢復(fù)正常時(shí)條件恢復(fù)正常時(shí),劣質(zhì)個(gè)體因自然選劣質(zhì)個(gè)體因自然選擇而被淘汰擇而被淘

12、汰種群下降種群下降,同時(shí)變異也下降。同時(shí)變異也下降。即種群的即種群的質(zhì)量影響數(shù)量質(zhì)量影響數(shù)量。自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)又分為：自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)又分為：行為調(diào)節(jié)、內(nèi)分泌行為調(diào)節(jié)、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)和遺傳調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)和遺傳調(diào)節(jié)。具體見(jiàn)相關(guān)教材。具體見(jiàn)相關(guān)教材。討論討論:種群動(dòng)態(tài)研究方法和理論種群動(dòng)態(tài)研究方法和理論n野外考察野外考察(直接的經(jīng)驗(yàn)直接的經(jīng)驗(yàn))n實(shí)驗(yàn)室里建立的模型實(shí)驗(yàn)室里建立的模型n數(shù)學(xué)理論和模型數(shù)學(xué)理論和模型您對(duì)種群動(dòng)態(tài)的看法：種群數(shù)量如何變動(dòng)、您對(duì)種群動(dòng)態(tài)的看法：種群數(shù)量如何變動(dòng)、何種原因何種原因,如何研究？如何研究？偏重于生物方面課外作業(yè)課外作業(yè)比較主要種群調(diào)節(jié)假說(shuō)的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)比較主要種群調(diào)節(jié)假說(shuō)的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)(6月月10號(hào)上交號(hào)上交)種群數(shù)量自然調(diào)節(jié)的各種理論不應(yīng)當(dāng)是相互排種群數(shù)量自然調(diào)節(jié)的各種理論不應(yīng)當(dāng)是相互排斥斥,而應(yīng)當(dāng)互相補(bǔ)充而應(yīng)當(dāng)互相補(bǔ)充,吸取各學(xué)派正確的一面吸取各學(xué)派正確的一面