種群及其基本特征

1、第四章 種群及其基本特征l種群概念l種群動態(tài)種群密度和分布種群密度和分布種群統(tǒng)計學(xué)種群統(tǒng)計學(xué)種群的增長模型種群的增長模型自然種群的數(shù)量變動自然種群的數(shù)量變動生態(tài)入侵生態(tài)入侵l種群調(diào)節(jié)l集合種群動態(tài)種群概念種群是指在同一時期內(nèi)占有一定空間的同種生物個體的集合。大多數(shù)植物、海綿、水螅、珊瑚等，都是構(gòu)件生物竹的地下莖（俗稱竹鞭）是橫著生長的，節(jié)多而密，節(jié)上長著許多須根和芽，芽發(fā)育成為尖銳的竹筍鉆出地面長成竹子。盛大花事：數(shù)百平方公里的竹海同時開花。自然種群的三個基本特征1，空間特征2，數(shù)量特征3，遺傳特征在自然界中，物種是真實(shí)存在的，門、綱、目、科、屬都是人為劃分的。種群是物種在自然界中存在的基本單

2、位，也是物種進(jìn)化的基本單位。種群動態(tài)種群動態(tài)研究種群數(shù)量在時間和空間上的變動規(guī)律，即以下問題： 有多少（數(shù)量和密度） 哪里多，哪里少（分布） 怎樣變動（數(shù)量變動和擴(kuò)散遷移） 為什么這樣變動（種群調(diào)節(jié)）絕對密度：單位面積或空間的實(shí)有個體數(shù)。eg. 每公頃10個黃鼠相對密度：能獲得表示種群數(shù)量高低的相對指標(biāo)。eg. 每置100個夾子日捕獲率10只，10%的捕獲率構(gòu)件生物的密度：eg. 草地植物，用單位面積生物量表示密度1 種群的密度野外調(diào)查估測密度 總數(shù)量調(diào)查法大多需用統(tǒng)計學(xué)方法：少數(shù)代表總體 樣方法標(biāo)記重捕法：一些動物不斷移動位置直接記數(shù)很困難。在調(diào)查樣地上，隨機(jī)捕獲一部分個體進(jìn)行標(biāo)記后釋放，經(jīng)

3、一定期限后重捕。 原理： N : M = n : m其中，M：標(biāo)記個體數(shù) n：重捕個體數(shù) m：重捕樣中標(biāo)記數(shù) N：樣地上個體總數(shù)2 種群的分布種群的內(nèi)分布型，一般分為3類： 均勻分布 eg. 繁殖期鳥巢 隨機(jī)分布 eg. 面粉中黃粉蟲幼蟲 成群分布 eg. 山谷中的狼3 種群統(tǒng)計學(xué)種群具有個體不具有的群體特征，3類統(tǒng)計學(xué)指標(biāo)： 種群密度 初級種群參數(shù)， 出生率、死亡率、遷入率、遷出率，與密度變化直接相關(guān)的次級種群參數(shù)，性比，年齡結(jié)構(gòu)、種群增長率種群密度Population density出生率Natality死亡率Mortality遷入率Immigration遷出率Emigration死亡率

4、最低死亡率：生物活到了生理壽命才死亡。 生態(tài)死亡率：種群在特定環(huán)境條件下，各個個體的平均實(shí)際壽命。出生率出生率的高低決定于下列幾個特點(diǎn)：1）成熟期的速度2）每次繁殖子代的數(shù)目3）每年繁殖的次數(shù)最大出生率：指種群處于理想條件下的。實(shí)際出生率：指在有限制因子的特定條件下， 種群的。年齡結(jié)構(gòu)(a) 增長型(b) 穩(wěn)定型(c) 下降型性比性比大多1：1孤雌生殖雄多于雌同一種群中性比有可能隨環(huán)境變化 eg.鹽生鉤蝦 一些動物有性轉(zhuǎn)變的特點(diǎn) eg. 黃鱔生命表：用來描述種群的死亡過程。動態(tài)生命表動態(tài)生命表：同生群的死亡過程。靜態(tài)生命表靜態(tài)生命表：某一特定時間的年齡結(jié)構(gòu)，編制成表。書上例子藤壺生命表，表頭依

5、序是：x：年齡級nx: 在x齡級開始時的存活個體數(shù)lx : 特定年齡存活率dx : 從x到x+1期的死亡數(shù)qx : 從x到x+1期的死亡率ex : x期開始時的平均期望壽命或平均余年藤壺的生命表藤壺的生命表 同生群生命表同生群生命表：統(tǒng)計的對象是同期出生的同齡個體群。屬于動態(tài)生命表動態(tài)生命表。早熟禾的同生群生命表特定時間生命表特定時間生命表在同一時間內(nèi)，用收集到的植物樣地內(nèi)一個種群所有個體的年齡數(shù)據(jù)編制而成的生命表。屬于靜態(tài)生命表靜態(tài)生命表。云杉種群靜態(tài)生命表存活曲線 存活曲線可以直觀地表達(dá)同生群的存活過程。 以lgnx欄對x作圖，即可得存活曲線。存活曲線有三種類型：I型：曲線凸型 eg. 大

6、型哺乳類、人類II型：曲線呈對角線型 eg. 一些鳥類III型：曲線凹型 eg. 產(chǎn)卵魚類，很多植物種群增長率 r據(jù)此式，控制人口有2個方法： 降低 , 做法：限制每對夫妻的子女?dāng)?shù)增大 T， 做法：晚婚晚育TRr0ln世代的凈增殖率世代長度0R內(nèi)稟增長率按Andrewartha的定義，內(nèi)稟增長率是指具有穩(wěn)定年齡結(jié)構(gòu)的種群，在食物與空間不受限制、同種其它個體的密度維持在最適水平、環(huán)境中沒有天敵、并在某一特定的溫度、濕度、光照和食物性質(zhì)的環(huán)境條件組配下，種群的最大瞬時增長率。反映了種群在理想狀態(tài)下在理想狀態(tài)下，生物種群的擴(kuò)繁能力。mrttNN01 離散增長模型（世代不重疊）與密度無關(guān)的種群增長模型

7、（資源不受限）tNN0種群的周限增長率種群的周限增長率 初始種群大小t 世代種群大小亡雌體沒有繁殖后代，滅種群下降種群穩(wěn)定種群上升, 0, 10, 1, 12 連續(xù)增長模型（世代重疊）rNdtdNrteNN0. 0, 0, 0rrr簡單計算：1 某種生物初始種群N0=100，r=0.5，則一年后的種群數(shù)量？兩年后的種群數(shù)量？2 種群數(shù)量加倍，需要多久？與密度有關(guān)的種群增長模型（資源受限）)1 (KNrNdtdN邏輯斯諦方程的重要意義：1， 是許多兩個相互作用種群增長模型的基礎(chǔ)；2， 是漁業(yè)、牧業(yè)、林業(yè)等領(lǐng)域確定最大持續(xù)產(chǎn)量的主要模型; 最大持續(xù)產(chǎn)量為MSY = rK/4 3， 模型中兩個參數(shù)r

8、 和K，已成為生物進(jìn)化對策理論中的重要 概念。4 自然種群的數(shù)量變動種群的波動導(dǎo)致種群在環(huán)境容納量周圍波動的原因： 環(huán)境的隨機(jī)變化 時滯或稱為延緩的密度制約 （a）減幅振蕩；（b）穩(wěn)定極限周期；（c）混沌動態(tài) 種群的調(diào)節(jié)1，外源性種群調(diào)節(jié)理論 非密度制約的氣候?qū)W派 密度制約的氣候?qū)W派2，內(nèi)源性自動調(diào)節(jié)理論 行為調(diào)節(jié)行為調(diào)節(jié) 溫溫- -愛德華（愛德華（Wyune-EdwardsWyune-Edwards）學(xué)說）學(xué)說當(dāng)種群密度超過一定限度時，領(lǐng)域的占領(lǐng)者要產(chǎn)生抵抗，不讓新個體進(jìn)來，種群中就會產(chǎn)生一部分游蕩者或剩余部分 認(rèn)為社群行為是一種調(diào)節(jié)種群密度的機(jī)制。 內(nèi)分泌調(diào)節(jié)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)克里斯琴（克里斯琴（

9、ChristianChristian）學(xué)說）學(xué)說 認(rèn)為當(dāng)種群數(shù)量上升時，種內(nèi)個體經(jīng)受的社群壓力增加，加強(qiáng)了對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的刺激，影響了腦垂體和腎上腺的功能，使促生殖激素分泌減少和促腎上腺皮質(zhì)激素增加。生長激素的減少使生長和代謝發(fā)生障礙， 遺傳調(diào)節(jié)遺傳調(diào)節(jié)奇蒂（奇蒂（ChittyChitty）學(xué)說）學(xué)說 認(rèn)為種群中具有的遺傳多型是遺傳調(diào)節(jié)學(xué)說的基礎(chǔ)。 當(dāng)種群數(shù)量較低并處于上升期時，自然選擇有利于低密度型，種群繁殖力增高，個體間比較能相互容忍。這些特點(diǎn)促使種群數(shù)量的上升。但是，當(dāng)種群數(shù)量上升到很高的時候，自然選擇轉(zhuǎn)而有利于高密度型，個體間進(jìn)攻性加強(qiáng)，死亡率增加，繁殖率下降，有些個體可能外遷，從而使種群密度降低。 經(jīng)典集合種群模型具備什么條件，一個系統(tǒng)才能成為典型的集合種群呢？Hanski認(rèn)為應(yīng)具備下面4個條件：1，適宜的生境以離散斑塊形式存在，這些離散斑塊可被繁育 種群（local breeding populations）占據(jù)