種群生態(tài)學(xué)課件

4種群生態(tài)學(xué)引自種群population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。該定義表示種群是由同種個(gè)體組成的，占有一定的空間，是同種個(gè)體通過(guò)種內(nèi)關(guān)系組成的一個(gè)統(tǒng)一體或系統(tǒng)。單體生物unitaryorganism每一個(gè)體都是由一個(gè)受精卵直接發(fā)育而來(lái)，個(gè)體的形態(tài)和發(fā)育都可以預(yù)測(cè)。引自4.1種群的概念無(wú)性系分株(ramets)：構(gòu)件生物各部分之間的連接可能會(huì)死亡和腐爛，這樣就形成了許多分離的個(gè)體，這些個(gè)體來(lái)自于同一個(gè)受精卵并且基因型相同，稱為無(wú)性系分株。構(gòu)件生物modularorganism受精卵首先發(fā)育成一結(jié)構(gòu)單位，或構(gòu)件，然后發(fā)育成更多的構(gòu)件，形成分支結(jié)構(gòu)。發(fā)育的形式和時(shí)間是不可預(yù)測(cè)的。大多數(shù)植物、海綿、水螅和珊瑚是構(gòu)件生物。

種群動(dòng)態(tài)：研究種群數(shù)量在時(shí)間上和空間上的變動(dòng)規(guī)律。即研究下列問(wèn)題：1有多少？（數(shù)量和密度）；2哪里多、哪里少？（分布）；3怎樣變動(dòng)？（數(shù)量變動(dòng)和擴(kuò)散遷移）；4為什么這樣變動(dòng)？（種群調(diào)節(jié)）。研究方法：野外調(diào)查(假說(shuō)），實(shí)驗(yàn)研究（證實(shí)），通過(guò)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬研究。應(yīng)用：生物資源的合理利用、生物保護(hù)及病蟲(chóng)害防治4.2種群動(dòng)態(tài)

4.2.1種群的密度和分布一種群的大小和密度種群的大?。╯ize）：是一定區(qū)域種群個(gè)體的數(shù)量，也可以是生物量或能量。種群的密度是單位面積、單位體積或單位生境中個(gè)體的數(shù)目。研究植物種群動(dòng)態(tài)，必須重視個(gè)體水平以下的構(gòu)件組成‘種群’的意義，這是植物種群與動(dòng)物種群的重要區(qū)別（獨(dú)樹(shù)成林）。引自二種群的數(shù)量統(tǒng)計(jì)絕對(duì)密度：?jiǎn)挝幻娣e或空間的實(shí)有個(gè)體數(shù)。相對(duì)密度：能獲得表示種群數(shù)量高低的相對(duì)指標(biāo)。標(biāo)記重捕法：用于不斷移動(dòng)位置直接記數(shù)很困難的動(dòng)物。在調(diào)查樣地上，隨機(jī)捕獲一部分個(gè)體進(jìn)行標(biāo)記后釋放，經(jīng)一定期限后重捕。，即：原理：N:M=n:mN=M×n/m其中M：標(biāo)記個(gè)體數(shù)n：重捕個(gè)體數(shù)m：重捕樣中標(biāo)記數(shù)N：樣地上個(gè)體總數(shù)。均勻分布：S2/m=0

。形成原因主要是種群內(nèi)個(gè)體間的競(jìng)爭(zhēng)。如森林植物競(jìng)爭(zhēng)陽(yáng)光（樹(shù)冠）和土壤中營(yíng)養(yǎng)物（根際）。隨機(jī)分布：S2/m=1。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)相等，并且某一個(gè)體的存在不影響其它個(gè)體的分布。成群分布：S2/m〉1。其形成原因有（1）資源分布不均勻；（2）植物種子傳播方式以母株為擴(kuò)散中心；（3）動(dòng)物的集群行為。在尋找食物、發(fā)現(xiàn)配偶、逃避捕食等生存競(jìng)爭(zhēng)中，動(dòng)物的行為和活動(dòng)具有首要意義，而對(duì)于營(yíng)固著生活的植物，執(zhí)行這些功能的是構(gòu)件空間排列的建筑學(xué)結(jié)構(gòu)。如同動(dòng)物種群生態(tài)學(xué)強(qiáng)調(diào)研究社會(huì)行為，植物種群生態(tài)學(xué)則強(qiáng)調(diào)研究個(gè)體和構(gòu)件的空間排列。這是植物種群生態(tài)學(xué)與動(dòng)物種群生態(tài)學(xué)研究的另一重要區(qū)別。建筑學(xué)結(jié)構(gòu)：植物重復(fù)出現(xiàn)的構(gòu)件的空間排列方式。決定植物與環(huán)境及個(gè)體之間的相互作用.4.2.2種群統(tǒng)計(jì)學(xué)(一）種群的基本參數(shù)：1種群密度，是種群的最基本特征；2初級(jí)種群參數(shù)，包括出生率（natality）、死亡率(mortality)、遷入和遷出，這些參數(shù)與種群的密度變化密切相關(guān)。3次級(jí)種群特征，如年齡結(jié)構(gòu)、性比、種群增長(zhǎng)率、分布型等等。種群數(shù)量出生率遷出遷入死亡率死亡率：在一定時(shí)間段內(nèi)死亡個(gè)體的數(shù)量除以該時(shí)間段內(nèi)種群的平均大小。最低死亡率：指種群在最適環(huán)境下由于生理壽命而死亡造成的死亡率生態(tài)死亡率：種群在特定環(huán)境下的實(shí)際死亡率。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(kāi)種群的領(lǐng)地。(二)

年齡、時(shí)期結(jié)構(gòu)和性比

年齡錐體：以不同寬度的橫柱從下到上配置而成的圖，橫柱的高低位置表示從幼年到老年的不同年齡組，寬度表示各年齡組的個(gè)體數(shù)或在種群中所占的百分比。

(1)典型金字塔型錐體（圖4-2a），

基部寬，頂部狹。代表增長(zhǎng)型種群(2)鐘型錐體：代表穩(wěn)定型種群。(3)壺型錐體（圖4-2c）：代表下降型種群。年齡結(jié)構(gòu)（時(shí)期結(jié)構(gòu)）：種群內(nèi)年齡群（齡期）對(duì)整個(gè)種群的比率。1982年河北省人口年齡結(jié)構(gòu)（仿孫儒泳等，1993）

性比（sexratio）：種群中雌雄個(gè)體的比例大多數(shù)動(dòng)物種群的性比接近1:1。有些種群以具有生殖能力的雌性個(gè)體為主，如輪蟲(chóng)、枝角類(lèi)等可進(jìn)行孤雌生殖的動(dòng)物種群。還有一種情況是雄多于雌，常見(jiàn)于營(yíng)社會(huì)生活的昆蟲(chóng)種群。同一種群中性比有可能隨環(huán)境條件的改變而變化。另外有些動(dòng)物有性轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)，如黃鱔，幼年都是雌性，繁殖后多數(shù)轉(zhuǎn)為雄性。引自（三）生命表、存活曲線和種群增長(zhǎng)率

1生命表：用來(lái)描述種群死亡過(guò)程的一種有用的工具。(1)動(dòng)態(tài)生命表：總結(jié)的是一組大約同時(shí)出生的個(gè)體從出生到死亡的命運(yùn)，這樣的一組個(gè)體稱做同生群。(2)靜態(tài)生命表：根據(jù)某一特定時(shí)間對(duì)種群做一年齡結(jié)構(gòu)的調(diào)查資料編制而成的生命表。一般用于難以獲得動(dòng)態(tài)生命表數(shù)據(jù)的情況下的補(bǔ)充。引自有的生命表中除lx欄外，還增加了mx欄，描述了各年齡的出生率，這樣的生命表稱為綜合生命表。

期（x）

每期開(kāi)始數(shù)量（nx）同生群存活到每期開(kāi)始比率（lx）同生群在每一期中死亡的比率(dx)

死亡率(qx)

log10nx

log10lx

log10nx-log10nx+1=kx

每期生產(chǎn)的卵數(shù)(Fx)每期每存活個(gè)體生產(chǎn)的卵數(shù)(mx）每期原來(lái)個(gè)體生產(chǎn)的卵數(shù)(lxmx）卵(0)440001.0000.9200.924.640.001.09---幼齡I(1)35130.0800.0220.283.55-1.090.15---幼齡II(2)25290.0580.0140.243.40-1.240.12---幼齡III(3)19220.0440.0110.253.28-1.360.12---幼齡IV(4)14610.0330.0030.113.16-1.480.05---成蟲(chóng)（5）13000.030--3.11-1.53-22617170.51(3)凈增殖率:綜合生命表中mx為每一期每一存活個(gè)體生產(chǎn)的卵數(shù)。將存活率lx與生殖率

mx相乘，并累加起來(lái)，即得凈增殖率（netreproductiverate）R0（R0=Σlxmx），同時(shí)，R0還代表種群世代凈增殖率。年齡存活率（lx）生育力（5年×每人產(chǎn)后代數(shù)mx）lx×mx0-9 0.9932 0010-14 0.9921 0.003 0.003015-19 0.9905 0.137 0.135720-24 0.9883 0.278 0.274725-29 0.9860 0.285 0.28130-34 0.9829 0.211 0.207435-390.9785 0.089 0.087140-44 0.97250.017 0.016545-49 0.9636 0.0007 0.000750+ -0 0 R0=?

(4)K-因子分析：根據(jù)觀察連續(xù)幾年的生命表系列，我們就能看出在哪一時(shí)期，死亡率對(duì)種群大小的影響最大。這樣我們就可以看出哪一個(gè)關(guān)鍵因子（keyfactors）對(duì)ktotal的影響最大，這一技術(shù)稱為k-因子分析（K-factoranalysis）。kx=（lognx-lognx+1),一個(gè)時(shí)期存活數(shù)的對(duì)數(shù)減去下一時(shí)期存活數(shù)的對(duì)數(shù)。致死力：一個(gè)生活史時(shí)期的k值（如卵期、幼蟲(chóng)期）?？偹劳雎市?yīng)：整個(gè)生命周期致死力之和。(5)存活曲線存活率數(shù)據(jù)通常表示為存活曲線（survivorshipcurve）。以lgnx欄對(duì)x欄作圖即可得存活曲線。一般可將存活曲線分為如下三種基本類(lèi)型：

(7)內(nèi)稟增長(zhǎng)率（innaterateofincrease）rm

rm是具有穩(wěn)定年齡結(jié)構(gòu)的種群，在食物不受限制、同種其他個(gè)體的密度維持在最適水平，環(huán)境中沒(méi)有天敵，并在某一特定的溫度、濕度、光照和食物等的環(huán)境條件組配下，種群的最大瞬時(shí)增長(zhǎng)率。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)條件并不一定是‘最理想的’，所以由實(shí)驗(yàn)測(cè)定的rm值不會(huì)是固定不變的。食物濃度對(duì)輪蟲(chóng)種群增長(zhǎng)的影響食物濃度/cells·ml-1（foodconcerntration）0.1×1060.5×1061.0×1062.0×1064.0×1068.0×10612×106胚胎發(fā)育時(shí)間（De）(durationofembryonicdevelopment)12.85ab±1.2311.20bc±1.5613.05ac±3.0311.25bc±1.4012.00ac±1.6813.55a±0.939.40c±2.34繁殖前期（Dj）(durationofpreproduction)51.25a±4.1437.55b±9.9324.75c±4.1921.50c±2.8424.15c±5.0221.70c±0.9830.65b±5.38繁殖期（Dr）(durationofreproduce)64.35±7.53104.75±32.62128.35±28.51107.35±30.89109.65±15.8293.90±9.72119.80±39.52繁殖后期（Dp）(durationofpostproduction)25.35±6.7322.75±6.5827.50±12.5515.70±8.1612.10±6.6123.25±12.0418.15±11.37平均壽命（L）(meanlifespan)140.95±8.48165.05±29.01180.60±28.10144.55±34.16145.90±12.76139.05±9.48168.60±45.75產(chǎn)卵量（Ne）(numberofeggs)6.00a±1.4913.00b±4.0014.00b±5.2119.00b±4.0817.40b±5.2717.50b±4.6216.60b±2.85食物濃度（cell/ml）(foodconcerntration)0.1×1060.5×1061.0×1062.0×1064.0×1068.0×10612×106凈生殖率（R0）(netreproductiverate)5.1212.1012.6916.5416.2216.2313.58世代時(shí)間（T）(lengthofgeneration)101.91105.5490.2584.6285.1785.1696.00內(nèi)稟增長(zhǎng)率（rm）(innaterateofincrease)0.01600.02360.02820.03320.03270.03270.02