《種群生態(tài)學(xué)》課件

《種群生態(tài)學(xué)》課件種群：在一定空間中同種個體的總和。理解定義●種群的概念既抽象，又具體。生長在不同地段內(nèi)的同種集合體，可以理解為一個種群，也可以理解為彼此獨立的種群。種群是組成群落和生態(tài)系統(tǒng)的基本成分。概念的來源●馬爾薩斯認為，假如植物或動物不受營養(yǎng)不良、饑荒或疾病等自然力（環(huán)境阻力）的限制，它們則能充分地利用其生物潛能，而以不可想象的速度進行繁殖增長。而這一點上人類與植物或動物將無任何區(qū)別?！胺N群”來源于英國學(xué)者Malthus（1798）的《人口論》。概念的來源●人口將按幾何級數(shù)方式增長，而生活資料的生產(chǎn)將按算術(shù)方式增長。因此，倘若人類不能自動限制其繁殖力的話，則將由外界以饑餓和戰(zhàn)爭來實現(xiàn)這種限制。生物學(xué)家同意該理論的前半部分。人口論的基本觀點：一個種群的大小，或者個體數(shù)目的多少，不僅取決于本身的生物學(xué)特性和繁殖能力，更依賴于其必要的自然資源或生存空間所允許的限度。概念的來源●全球人口增長歷史自然種群的特征●空間特征：種群具有一定的分布區(qū)，即占據(jù)一定空間。數(shù)量特征：種群具有一定的大?。▊€體數(shù)量或種群密度），并隨時間變動。種群的大小通常與該物種的營養(yǎng)級及其他生態(tài)學(xué)、生物學(xué)特性相關(guān)。遺傳特征：種群具有一定的遺傳組成。種群的基本特征●種群密度（Populationdensity）：通常以單位面積上的個體樹木或種群生物量表示。粗密度（Crudedensity）：單位空間內(nèi)某種群的個體數(shù)；生態(tài)密度（Ecologicaldensity）：種群實際占據(jù)的空間內(nèi)的個體數(shù)。種群的基本特征●多度（Abundance）：所調(diào)查樣地上個體的數(shù)目。蓋度（Coverage）：植物枝葉覆蓋地面的百分數(shù)。頻度（Frequency）：指某一個種在樣地上分布的均勻性。種群的基本特征●種群空間分布格局種群中個體在水平空間的分布方式。隨機分布：每一個體在種群領(lǐng)域中各個點上出現(xiàn)的機會是相等的，并且某一個體的存在不影響其他個體的分布。隨機分布比較少見，因為在環(huán)境資源分布均勻，種群內(nèi)個體間沒有彼此吸引或排斥的情況下，才易產(chǎn)生隨機分布。當(dāng)一批植物（種子繁殖）首次入侵裸地上，常形成隨機分布，但要求裸地的環(huán)境較為均一。種群的基本特征●均勻分布：種群內(nèi)個體在空間的分布呈等距離的分布格局。如人工林。引起自然種群個體均勻分布主要原因：是由于種群內(nèi)個體間的競爭。例如，森林中植物為競爭陽光（樹冠）和土壤中營養(yǎng)物（根際），沙漠中植物為競爭水分；優(yōu)勢種呈均勻分布而使其伴生植物也呈均勻分布；地形或土壤物理性質(zhì)的均勻分布使植物也呈均勻分布。種群的基本特征●成群分布：種群內(nèi)個體在空間分布極不均勻，呈塊狀或呈簇、成群分布。成群分布形成的原因是：①微地形的差異：植物適于某一區(qū)域生長，而不適于另外區(qū)域生長；②繁殖特性所致：種子不易移動而使幼樹分布在母樹周圍，或無性繁殖；③動物和人為活動的影響。動物成群分布的原因：局部生境差異；氣候節(jié)律性變化；動物的社會行為。種群的基本特征●分布格局實際上受到樣方大小的影響。種群的基本特征●出生率（Natalityorbirthrate）最大出生率（Maximumnatality

）：是在理想條件下即無任何生態(tài)因子限制，繁殖只受生理因素所限制產(chǎn)生新個體的理論上最大數(shù)量。實際出生率(realizednatality)：表示種群在某個真實的或特定的環(huán)境條件下的增長。它隨種群的組成和大小，物理環(huán)境條件而變化的。種群的基本特征●死亡率（Mortalityordeathrate

）最低死亡率（Minimummortality）：是種群在最適環(huán)境條件下，種群中的個體都是因年老而死亡，即動物都活到了生理壽命后才死亡。實際死亡率：（生態(tài)死亡率ecologicalmortality）：在某特定條件下喪失的個體數(shù)，隨種群狀況和環(huán)境條件而改變。種群的基本特征●種群年齡結(jié)構(gòu)（Ageratio

）種群內(nèi)個體的年齡分布狀況。按從小到大齡級比例繪圖，即是年齡金字塔（agePyramid），它表示種群的年齡結(jié)構(gòu)分布。種群的基本特征●生命表（Lifetable

）描述種群死亡過程的具有固定格式的表。通常記述一個世代從開始到此世代全部死亡的整個過程中的生存和生殖情況。動態(tài)生命表根據(jù)同一時間出生的所有個體進行存活數(shù)動態(tài)資料編制而成的生命表。編制這種生命表要觀察一個足夠大的種群從出生到死亡的各年齡階段的全部過程。靜態(tài)生命表是根據(jù)某一種群在特定時間內(nèi)的年齡結(jié)構(gòu)而編制的。思考：比較一下這兩種生命表，適合哪類物種？種群的基本特征●藤壺的生命表

對1959年固著的種群，進行逐年觀察，到1968年全部死亡，資料根據(jù)康內(nèi)爾（Conell,1970）（引自Krebs,1978）。種群的基本特征●存活曲線種群的基本特征●遷入和遷出遷入（immigration）和遷出(emigration)也是種群變動的兩個主要因子，它描述各地方種群之間進行基因交流的生態(tài)過程。原因：食物資源不足；被其他個體逐出；氣候環(huán)境變化；躲避天敵；追尋配偶；生境災(zāi)變等。種群的增長●內(nèi)稟增長率（intrinsicrateofnaturalincrease）指當(dāng)環(huán)境（空間、食物和其他有機體）在理想條件下，穩(wěn)定年齡結(jié)構(gòu)的種群所能達到的最大增長率。種群的增長●指數(shù)增長—種群在無限環(huán)境下的增長模型J-shapedgrowth(exponentialgrowthform)指當(dāng)環(huán)境（空間、食物和其他有機體）在理想條件下，穩(wěn)定年齡結(jié)構(gòu)的種群所能達到的最大增長率。種群在“無限”的環(huán)境中，即假定環(huán)境中的空間、食物等資源是無限的，則種群就能發(fā)揮內(nèi)稟增長能力，數(shù)量迅速增加。而其增長率不隨種群本身的密度而變化，種群呈指數(shù)增長格局。種群的增長●邏輯斯蒂增長—種群在有限環(huán)境下的增長模型S-shapedgrowth(sigmoidgrowthform)自然界的空間、資源不是無限的。存在一個環(huán)境容納量。增長率隨密度上升而降低。生態(tài)入侵●由于人類有意識或無意識地把某種生物帶入適宜其棲息和繁衍的地區(qū)，種群不斷擴大，分布區(qū)逐步穩(wěn)定地擴展，這種過程稱生態(tài)入侵（ecologicalinvasion）。種群的調(diào)節(jié)●種群數(shù)量趨于保持在環(huán)境容納量水平上的現(xiàn)象。種群數(shù)量變化形式：基本穩(wěn)定在容納量上在容納量上下波動減幅振蕩增幅振蕩種群的調(diào)節(jié)●種群調(diào)節(jié)學(xué)說1、非密度制約因素（Densityindependentfactor）氣候?qū)W派強調(diào)非密度制約因素，如不良的氣候條件、人類活動等。人是最主要的因素。2、密度制約因素（Density-dependentfactor）生物學(xué)派:主張捕食、寄生、競爭等生物過程對種群調(diào)節(jié)起決定作用。3、協(xié)調(diào)派的折衷觀點種群的調(diào)節(jié)●林分種群調(diào)節(jié)林分種群調(diào)節(jié)理論森林種群調(diào)節(jié)表現(xiàn)：自然稀疏林分密度調(diào)節(jié)機制：樹木生長對環(huán)境空間的需求，個體和環(huán)境差異。影響林分種群調(diào)節(jié)的因素：樹種，立地，年齡。種群的生態(tài)對策●生物種對生態(tài)環(huán)境總的適應(yīng)對策（一）K對策和r對策由麥克阿瑟（MacArthur,1962）首先提出。K對策種特征：個體大、壽命長，出生率低，死亡率低，穩(wěn)定環(huán)境下競爭能力較高，對每個后代投資巨大。種群的生態(tài)對策●生物種對生態(tài)環(huán)境總的適應(yīng)對策R對策種特征：個體小，壽命短，出生率高，死亡率高，在裸地生境具有很強的占有能力，對后代的投資不注重質(zhì)量，更多的是考慮其數(shù)量。在植物界表現(xiàn)為種子小，結(jié)實量大，能夠遠距離傳播種子。種群的生態(tài)對策●生物種對生態(tài)環(huán)境總的適應(yīng)對策（二）繁殖對策種子庫種子大小、數(shù)量逆境結(jié)實無性繁殖種群的生態(tài)對策●生物種對生態(tài)環(huán)境總的適應(yīng)對策（三）生長對策早期演替種：早期迅速生長，具有開拓對策（白樺）后期演替種：早期生長緩慢，具有保守對策（紅松）種群的生態(tài)對策●<閱讀材料>植物的最優(yōu)搜尋植物依靠生長來“搜尋”營養(yǎng)物質(zhì)、水分、光照等能量來源。例如，如何分配枝葉與根系的比例？采取哪種生長型更有利于保水、保溫、采光等等。Bloom及其同事（1985）根據(jù)經(jīng)濟學(xué)理論預(yù)測，生活在營養(yǎng)充足但光線不足的環(huán)境中的植物會把更多的能量用于莖葉生長，把較少的能量用于根系生長；在光照充足但營養(yǎng)不足的環(huán)境中，植物則采取相反的策略。種群生態(tài)在森林經(jīng)營中的重要性●森林撫育間伐：林分種群調(diào)節(jié)理論種群生態(tài)在森林經(jīng)營中的重要性●森林蟲害防治：r對策種，K對策種根治蟲害的辦法是要在人工純林中引入其他樹種，形成混交林。種群生態(tài)在森林經(jīng)營中的重要性●瀕危種的保護：注意保護干擾下的K對策種種群生態(tài)在森林經(jīng)營中的重要性●森林經(jīng)營：r對策種：中小徑材培育，皆伐，全光下更新。K對策種：長輪伐期，大徑材的培育，擇伐，林下更新。復(fù)合種群●Metap