植物種群及其基本特征

植物種群及其基本特征第1頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五種群概念種群動(dòng)態(tài)種群空間格局種群調(diào)節(jié)主要內(nèi)容第2頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第一節(jié)種群的概念1、種群population:

指在同一時(shí)期內(nèi)占有一定空間的同種生物個(gè)體的集合。

種群是物種在自然界存在的基本單位，又是群落的組成部分，同時(shí)也是生態(tài)系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)。2、種群生態(tài)學(xué)：研究種群內(nèi)各成員間以及它們與周圍環(huán)境中生物和非生物因子間相互關(guān)系及作用規(guī)律的科學(xué)。

種群動(dòng)態(tài)(populationdynamics）：研究種群大小或數(shù)量在時(shí)間、空間的變動(dòng)規(guī)律。第3頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、自然種群具有三個(gè)特征空間特征：種群具有一定的分布區(qū)域和分存形式；數(shù)量特征：每單位面積（或空間）上的個(gè)體數(shù)量（即密度）將隨時(shí)間而發(fā)生變動(dòng)；遺傳特征：種群具有一定的基因組成，即系一個(gè)基因庫(kù)，以區(qū)別于其它物種，但基因組成同樣是處于變動(dòng)之中的。第4頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五一、種群密度與分布（1）大小與密度

大小size：種群全部個(gè)體數(shù)目的多少。

密度density：?jiǎn)挝豢臻g的種群大小。（相對(duì)密度、絕對(duì)密度）統(tǒng)計(jì)方法：總數(shù)量調(diào)查法、樣方法（2）單體生物與構(gòu)件生物

Unitaryorganism：由一個(gè)受精卵發(fā)育而成，個(gè)體清楚,如多數(shù)動(dòng)物和一些低等植物即是。

Modularorganism:

由一個(gè)合子發(fā)育成一套構(gòu)件組成，并且構(gòu)件數(shù)很不相同，且隨環(huán)境條件而變化。如：大多數(shù)植物第二節(jié)植物種群的動(dòng)態(tài)第5頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五6

草

原樣方法第6頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、種群統(tǒng)計(jì)學(xué)PopulationdensityNatalityMortalityImmigrationEmigrationA出生率natality：泛指任何生物產(chǎn)生新個(gè)體的能力最大出生率（Maximumnatality）：指種群處于理想條件下的∽。

實(shí)際出生率（Realizednatality）：指在有限制因子的特定條件下，種群的∽。1、初級(jí)種群參數(shù)第7頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五B死亡率（Mortality）

生理死亡率（Realizedmortality）：生物活到了生理壽命才死亡。

生態(tài)死亡率（Ecologicalmortality）：種群在特定環(huán)境條件下，各個(gè)個(gè)體的平均實(shí)際壽命。

C遷入是個(gè)體由別的種群進(jìn)入領(lǐng)地，遷出是種群內(nèi)個(gè)體離開種群的領(lǐng)地。第8頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、次級(jí)種群參數(shù)A年齡結(jié)構(gòu)

種群內(nèi)各個(gè)體的年齡分布狀況，即各個(gè)年齡級(jí)個(gè)體數(shù)在整個(gè)種群中所占的百分比。

（1）年齡結(jié)構(gòu)類型：增長(zhǎng)型(a)、穩(wěn)定型(b)、衰退型（下降型c）（2）年齡結(jié)構(gòu)劃分：

按繁殖年齡：繁殖前期、繁殖期、繁殖后期按個(gè)體發(fā)育：休眼期、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期、生殖生長(zhǎng)期、老齡期第9頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五10

不同國(guó)家的年齡結(jié)構(gòu)第10頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

B性比(sexratio)

S=（M/F）100%

C種群增長(zhǎng)率(r)和內(nèi)稟增長(zhǎng)率(rm)

內(nèi)稟增長(zhǎng)率（innaterateofincrease)：當(dāng)環(huán)境無限制(空間、食物和其他有機(jī)體在理想條件下)，穩(wěn)定年齡結(jié)構(gòu)的種群所能達(dá)到的最大增長(zhǎng)率.

世代的凈增殖率世代長(zhǎng)度成活率出生率第11頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、生命表（lifetable)

種群統(tǒng)計(jì)的核心是建立反映種群全生活史的各年齡組或生活態(tài)級(jí)出生率、死亡率，甚至包括遷移率在內(nèi)的信息綜合表。（1）一般的人口生命表格式或構(gòu)成，表頭依序是：x：齡級(jí)（按年齡的分段）nx:在x齡級(jí)開始時(shí)的存活個(gè)體數(shù)lx:

在x齡級(jí)開始時(shí)的存活率

lx=nx/n0dx:從x到x+1期的死亡個(gè)體數(shù)dx=nx-nx+1

qx:從x到x+1期的死亡率qx=dx/nx

ex:x期開始時(shí)的平均期望壽命或平均余年ex=Tx/nxLx:從x到x+1齡期的平均存活個(gè)體數(shù)Lx=（nx+nx+1）/2

Tx:齡期x及其以上各年齡級(jí)的個(gè)體存活總年數(shù)第12頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第13頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）生命表的類型A圖解生命表Begon和Mortimer在1976年專為高等植物設(shè)計(jì)的一種圖解生命表時(shí)間：t時(shí)間：t+1成熟植株Nt成熟植株Nt+1種子（Nt×F）種子（Nt×F×g）Fgep生殖Nt+1=（Nt×F×g×e）+(Nt×p)F：平均每株產(chǎn)種子數(shù)g：種子平均發(fā)芽率e：幼苗長(zhǎng)成個(gè)體的平均成活率P：存活率第14頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五B同生群生命表（cohortlifetable）統(tǒng)計(jì)的對(duì)象是同期出生的同齡個(gè)體群。屬于動(dòng)態(tài)生命表。C特定時(shí)間生命表（timespecificlifetable）在同一時(shí)間內(nèi)，用收集到的植物樣地內(nèi)一個(gè)種群所有個(gè)體的年齡數(shù)據(jù)編制而成的生命表。屬于靜態(tài)生命表。D綜合生命表

包含出生率mx(生產(chǎn)力表)第15頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五種群增長(zhǎng)率(r)和內(nèi)稟增長(zhǎng)率(rm)

內(nèi)稟增長(zhǎng)率（innaterateofincrease)：當(dāng)環(huán)境無限制(空間、食物和其他有機(jī)體在理想條件下)，穩(wěn)定年齡結(jié)構(gòu)的種群所能達(dá)到的最大增長(zhǎng)率.

世代的凈增殖率世代長(zhǎng)度成活率出生率第16頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五生命表分析：1、種群的成活曲線2、種群的內(nèi)稟增長(zhǎng)率3、關(guān)鍵（主導(dǎo)）因子分析4、種群趨勢(shì)指標(biāo)（I）相關(guān)文章第17頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1艾氏劑對(duì)連續(xù)三個(gè)世代多刺裸腹溞生命表統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)的影響全文快照

陳艷席貽龍...生態(tài)學(xué)報(bào)-2009年10期2不同藥劑亞致死劑量對(duì)褐飛虱不同種群生命表參數(shù)的影響全文快照

王海榮吳進(jìn)才...生態(tài)學(xué)報(bào)-2009年9期3改進(jìn)實(shí)驗(yàn)種群生命表編制的方法——以黑肩綠盔盲蝽為例全文快照

劉家莉楊斌...生態(tài)學(xué)報(bào)-2009年6期4椰心葉甲嚙小蜂（Tetrastichusbrontispae）實(shí)驗(yàn)種群生命表的編制全文快照

唐超彭正強(qiáng)...生態(tài)學(xué)報(bào)-2009年1期5荔枝蒂蛀蟲（ConopomorphasinensisBradley）的飼養(yǎng)及其實(shí)驗(yàn)種群生命表全文快照

王少山黃壽山...生態(tài)學(xué)報(bào)-2008年2期6稻縱卷葉螟（Cnaphalocrocismedinalis（Güenée））在水稻品種上的半自然種群生命表參數(shù)及對(duì)植株含糖量的影響全文快照

許璐王芳...生態(tài)學(xué)報(bào)-2007年11期7薇甘菊（Mikaniamicrantha）天敵——安婀珍蝶（Actinoteanteas（Doubleday＆Hewitson））實(shí)驗(yàn)種群生命表全文快照

劉雪凌韓詩(shī)疇...生態(tài)學(xué)報(bào)-2007年8期8煙草和香芋上斜紋夜蛾的自然種群生命表全文快照

周忠實(shí)陳澤鵬...生態(tài)學(xué)報(bào)-2007年4期9瀕危植物沉水樟的種群生命表和譜分析全文快照

陳遠(yuǎn)征馬祥慶...生態(tài)學(xué)報(bào)-2006年12期10長(zhǎng)尾麝鳳蝶生活史、生命表、生境及保護(hù)全文快照

李秀山張雅林...生態(tài)學(xué)報(bào)-2006年10期第18頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1瀕危植物永瓣藤的種群生命表與動(dòng)態(tài)分析全文快照

郝朝運(yùn)張小平...林業(yè)科學(xué)-2009年9期2轉(zhuǎn)基因741楊林中靶標(biāo)害蟲實(shí)驗(yàn)種群生命表研究全文快照

劉軍俠高寶嘉...林業(yè)科學(xué)-2009年5期3白蠟蟲自然種群年齡特征生命表及主要死亡因素分析陳曉鳴王自力...林業(yè)科學(xué)-2008年9期4乳源木蓮與紅花木蓮苗期動(dòng)態(tài)生命表方樂金吳汝章林業(yè)科學(xué)-2004年5期5竹缺爪螨實(shí)驗(yàn)種群生命表的研究張飛萍鐘景輝...林業(yè)科學(xué)-2001年3期6棗步曲自然種群生命表的研究及其在測(cè)報(bào)上的應(yīng)用師光祿楊富斗林業(yè)科學(xué)-1997年3期7在相同生境不同發(fā)生年代的異地取樣編制害蟲生命表的研究張志勇劉賢謙林業(yè)科學(xué)-1991年2期8油松毛蟲種群生命表的研究李桂和代德純林業(yè)科學(xué)-1990年4期第19頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4、存活曲線（survivorshipcurve)存活曲線表示種群成活率隨時(shí)間變化的過程，可以直觀地表達(dá)同生群的存活過程。以生物的相對(duì)年齡為橫坐標(biāo)，以各年齡的成活率為縱坐標(biāo)。存活曲線有三種類型：第20頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第21頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三、種群的增長(zhǎng)模型1、與密度無關(guān)的種群增長(zhǎng)模型（1）世代不重疊離散型1)假設(shè)：種群增長(zhǎng)是無限的；世代不重疊；無遷入遷出；無年齡結(jié)構(gòu)。

2)模型：Nt=N0R0t

3)R0是種群離散增長(zhǎng)模型中的重要參數(shù)，R0>1，種群上升；R0

=1，種群穩(wěn)定；0<R0<1，種群下降；R0

=0，雌體沒有繁殖，種群在下一代滅亡。第22頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1）假設(shè)：種群增長(zhǎng)是無限的；世代重疊、連續(xù)；

無遷入遷出；無年齡結(jié)構(gòu)。2)模型：種群的瞬時(shí)出生率為b,死亡率為d,種群的瞬時(shí)增長(zhǎng)率r=b-dr>0，種群上升；r=0，種群穩(wěn)定；r<0，種群下降（2）世代重疊連續(xù)型t第23頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、與密度有關(guān)的種群增長(zhǎng)模型-logistic方程假設(shè)：環(huán)境容量K；增長(zhǎng)率雖密度上升而降低的變化是按比例的（即每增加1個(gè)個(gè)體，增長(zhǎng)率下降1/K），無時(shí)滯；無遷入遷出；無年齡結(jié)構(gòu)。模型（LogisticequationorVerhulstPearlequation）種群增長(zhǎng)早期，N→0，N/K也很小，種群增長(zhǎng)呈指數(shù)增長(zhǎng)；N=K時(shí)，種群的增長(zhǎng)為0，種群達(dá)到了一個(gè)穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。第24頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五K/2第25頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3）邏輯斯諦方程的重要意義：a是許多兩個(gè)相互作用種群增長(zhǎng)模型的基礎(chǔ)b是漁業(yè)、牧業(yè)、林業(yè)等領(lǐng)域確定最大持續(xù)產(chǎn)量(maximumsustainedyield)的主要模型c模型中兩個(gè)參數(shù)r和K，已成為生物進(jìn)化對(duì)策理論中的重要概念。第26頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五四、自然種群的數(shù)量變動(dòng)1種群增長(zhǎng)

2季節(jié)消長(zhǎng)

3不規(guī)則波動(dòng)4周期性波動(dòng)

5種群的爆發(fā)

6種群平衡7種群的衰落和滅亡8生態(tài)入侵第27頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五J增長(zhǎng)與S增長(zhǎng)第28頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

季節(jié)消長(zhǎng)第29頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五不規(guī)則波動(dòng)由環(huán)境因子特別是氣候的隨機(jī)變化引起小型、短壽命物種的變化大第30頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五周期性波動(dòng)旅鼠、北極狐；美洲兔，加拿大猞猁；森林腦炎的監(jiān)測(cè)第31頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五種群的爆發(fā)具不規(guī)則或周期性波動(dòng)的生物都可能出現(xiàn)種群的爆發(fā)蝗災(zāi)、赤潮第32頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五種群平衡種群較長(zhǎng)期地維持在幾乎同一水平上通過種群的內(nèi)部調(diào)節(jié)機(jī)制完成大型動(dòng)物（一年產(chǎn)一子的），社會(huì)性的昆蟲（螞蟻、蜜蜂，等）第33頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五種群的衰落和滅亡當(dāng)種群長(zhǎng)久處于不利條件下數(shù)量出現(xiàn)持久性下降的現(xiàn)象個(gè)體大、出生率低、生長(zhǎng)慢、成熟晚的生物易出現(xiàn)種群衰落和滅亡加快的原因：過度捕殺、生境破壞最小可存活種群第34頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五生態(tài)入侵由于人類有意識(shí)或無意識(shí)地把某種生物帶入適宜其棲息和繁衍的地區(qū)，其種群不斷擴(kuò)大，分布區(qū)逐步穩(wěn)定地?cái)U(kuò)展的過程紫莖澤蘭(Eupatoriumadenophorum)原產(chǎn)墨西哥，解放前由緬甸、越南進(jìn)入我國(guó)云南，現(xiàn)已蔓延至25°33’N地區(qū)，并向東擴(kuò)展到廣西、貴州境內(nèi)。它常連接成片，發(fā)展成單種優(yōu)勢(shì)群落，侵入農(nóng)田，危害牲畜，影響林木生長(zhǎng)，成為當(dāng)?shù)亍昂Σ荨薄W洲穴兔入侵澳大利亞加拿大一枝黃花、飛機(jī)草、水葫蘆、中華蟹、巴西龜?shù)鹊?5頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第36頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五記者從中科院西雙版納熱帶植物園獲悉，在國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目的資助下，該園與美國(guó)蒙塔那大學(xué)、墨西哥國(guó)立自治大學(xué)和特立尼達(dá)西印度群島大學(xué)合作，探討了多種入侵機(jī)制對(duì)飛機(jī)草入侵我國(guó)的作用。該成果對(duì)認(rèn)識(shí)外來植物入侵機(jī)理有重要意義，于日前發(fā)表在《新植物學(xué)家》上。

據(jù)介紹，有關(guān)外來植物入侵機(jī)制的理論或假說有很多，但沒有一種理論或假說能夠解釋所有外來植物成功入侵的原因。此外，很少有研究者同時(shí)研究多種理論或假說對(duì)同一外來植物成功入侵的貢獻(xiàn)。

在該園教授馮玉龍的指導(dǎo)下，碩士研究生秦瑞敏和博士研究生鄭玉龍分別在中國(guó)、墨西哥展開了研究。在飛機(jī)草的原產(chǎn)地墨西哥和入侵地中國(guó)的兩個(gè)同質(zhì)種植園中，通過讓來自入侵地和原產(chǎn)地的飛機(jī)草分別與來自兩地的本地植物競(jìng)爭(zhēng)，科研人員發(fā)現(xiàn)：飛機(jī)草入侵種群可能通過進(jìn)化提高了競(jìng)爭(zhēng)能力，降低了天敵防御能力，該結(jié)果支持了增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力的進(jìn)化假說；來自飛機(jī)草原產(chǎn)地墨西哥的本地植物競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)于來自飛機(jī)草入侵地中國(guó)的本地植物，支持了生物阻抗假說；與來自墨西哥的本地植物相比，中國(guó)的本地植物種子萌發(fā)對(duì)飛機(jī)草化感作用更敏感，進(jìn)而支持新化學(xué)武器假說。

該研究顯示，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力的進(jìn)化、先天的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)、本地植物的生物阻抗和新化學(xué)武器可能共同推動(dòng)了飛機(jī)草的成功入侵。此外，該研究意味著，同時(shí)在多個(gè)環(huán)境條件下，研究多個(gè)互不排斥的入侵機(jī)制或假說至關(guān)重要。第37頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第三節(jié)種群的空間分布格局（Spatialdistributionpattern）組成種群的個(gè)體在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局，稱為～。一、分布格局的三種類型A隨機(jī)的（random）B均勻的（uniform）隨機(jī)分布(Randomdispersion)指每一個(gè)體在種群領(lǐng)域中各個(gè)點(diǎn)上出現(xiàn)的機(jī)會(huì)是相等，且每一個(gè)體的存在不影響其他個(gè)體分布。這種分布在自然界中不常見。種群內(nèi)的各個(gè)個(gè)體之間保持一定的均勻的距離。在自然情況下，均勻分布最為罕見。C成群的（clumped）種群內(nèi)個(gè)體分布不均勻，形成許多密集的團(tuán)塊狀。在自然情況下，大多數(shù)植物種群常呈成群分布。第38頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五隨機(jī)分布個(gè)體在種群中出現(xiàn)的機(jī)會(huì)是相等的，個(gè)體間互相不影響。隨機(jī)分布比較少見當(dāng)一批植物(種子繁殖)首次入侵裸地上，常形成隨機(jī)分布，但要求裸地的環(huán)境較為均一第39頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五均勻分布個(gè)體呈等距離的分布格局。原因：競(jìng)爭(zhēng)森林中植物為競(jìng)爭(zhēng)陽(yáng)光(樹冠)和土壤中營(yíng)養(yǎng)物(根際)沙漠中植物為競(jìng)爭(zhēng)水分地形或土壤物理形狀的均勻分布使植物呈均勻分布第40頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五成群分布成群分布：個(gè)體呈塊狀