種群生態(tài)學(xué)-生活史對策(生態(tài)對策)課件

普通生態(tài)學(xué)GeneralEcology8/8/20231普通生態(tài)學(xué)GeneralEcology8/1/20231種群生態(tài)學(xué)第一節(jié)種群的概念第二節(jié)種群動(dòng)態(tài)第三節(jié)種群調(diào)節(jié)及集合種群第四節(jié)生活史對策(生態(tài)對策)第五節(jié)種內(nèi)與種間關(guān)系8/8/20232種群生態(tài)學(xué)第一繁殖對策1.r-選擇與K-選擇r-選擇：有利于增大內(nèi)稟增長率的選擇r對策種群K-選擇：有利于增加競爭能力的選擇。k對策種群第四節(jié)生活史對策(生態(tài)對策)8/8/20233繁殖對策第四節(jié)生活史對策(生態(tài)對策)8/1/20233二、種間關(guān)系有競爭、捕食、寄生和互利共生（一）種間競爭1、高斯假說2、Lotka-Volterra種間競爭模型競爭方程建立在邏輯斯諦方程的基礎(chǔ)上.dN1/dt=r1N1(k1-N1-α12N2)/k1dN2/dt=r2N2(k2-N2-α21N1)/k2k1、k2:兩競爭物種的環(huán)境負(fù)荷α12:物種2的競爭系數(shù),2對1的競爭抑制作用;α21:物種1的競爭系數(shù),1對2的競爭抑制作用.8/8/20234二、種間關(guān)系有競爭、捕食、寄生和互利共生8/1/202342、Lotka-Volterra種間競爭模型dN1/dt=r1N1(k1-N1-α12N2)/k1dN2/dt=r2N2(k2-N2-α21N1)/k2

dN1/dt=0N1＝K1-α12N2

N1=0,N2=K1/α12N1=K1,N2=0dN2/dt=0N2＝K2–α21N1

N2=0,N1=K2/α21

N2=K2,N1=08/8/202352、Lotka-Volterra種間競爭模型dN1/dt2、Lotka-Volterra種間競爭模型N1N2K1/α12K1dN1/dt=0N1＝K1-α12N2

N1=0,N2=K1/α12N1=K1,N2=0dN1/dt>0dN1/dt<0dN1/dt=08/8/202362、Lotka-Volterra種間競爭模型N1N2K1/2、Lotka-Volterra種間競爭模型dN2/dt<0dN2/dt=0dN2/dt>0N2N1K2/α21K2dN2/dt=0N2＝K2–α21N1

N2=0,N1=K2/α21

N2=K2,N1=08/8/202372、Lotka-Volterra種間競爭模型dN2/dt<N1取勝,N2滅亡K1>K2/α21,K2<

K1/α12N1取勝,N2被排擠掉K1/α12K1K2/α21K2N1N2·8/8/20238N1取勝,N2滅亡K1>K2/α21,K2<K1/N1滅亡,N2取勝K1<K2/α21,K2>

K1/α12N2取勝,N1被排擠掉K1/α12K1K2/α21K2N1N2·8/8/20239N1滅亡,N2取勝K1<K2/α21,K2>K1/不穩(wěn)定共存K1>K2/α21,K2>K1/α12N2和N1出現(xiàn)不穩(wěn)定的平衡點(diǎn)K1/α12K1K2/α21K2N1N2·8/8/202310不穩(wěn)定共存K1>K2/α21,K2>K1/α12K1穩(wěn)定的共存K1<K2/α21,K2<K1/α12N2和N1被出現(xiàn)穩(wěn)定的平衡點(diǎn)K1/α12K1K2/α21K2N1N2·8/8/202311穩(wěn)定的共存K1<K2/α21,K2<K1/α12K1生態(tài)位(niche)是物種在生物群落或生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用?？臻g生態(tài)位(spatialniche)。營養(yǎng)生態(tài)位（trophicniche).多維生態(tài)位空間基礎(chǔ)生態(tài)位(fundamentalniche)和實(shí)際生態(tài)位(realizedniche)：溫度3、生態(tài)位理論8/8/202312生態(tài)位(niche)是物種在生物群落或生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用生態(tài)位分化種內(nèi)競爭促使兩物種生態(tài)位接近。生態(tài)位分離:種間競爭結(jié)果使兩物種的生態(tài)位發(fā)生分化，從而使生態(tài)位分開。8/8/202313生態(tài)位分化種內(nèi)競爭促使兩物種生態(tài)位接近。8/1/202313（二）捕食作用（三）寄生和共生協(xié)同進(jìn)化寄生偏利共生互利共生8/8/202314（二）捕食作用（三）寄生和共生協(xié)同進(jìn)化8/1/202314種群生態(tài)學(xué)種群的概念種群動(dòng)態(tài)種群調(diào)節(jié)生活史對策種內(nèi)和種間關(guān)系種群的空間結(jié)構(gòu)：不同的檢驗(yàn)方法種群的年齡結(jié)構(gòu)生命表的編制：計(jì)算方法、存活曲線種群增長模型：邏輯斯諦增長方程種群調(diào)節(jié)的一些基本概念：局域種群、集合種群、斑塊等高斯假說Lotka-Volterra模型生態(tài)位理論生態(tài)對策r-對策和K對策小結(jié)8/8/202315種群生態(tài)學(xué)種群的概念種群動(dòng)態(tài)種群調(diào)節(jié)生活史對策種內(nèi)和種間關(guān)系群落生態(tài)學(xué)保存完整的群落很有用重新恢復(fù)荒蕪地區(qū)的種群確定大多數(shù)重要物種的保存方法遭到干擾后，預(yù)測出群落怎樣能得到恢復(fù)預(yù)測對于干擾群落的恢復(fù)能力確定目前需要保護(hù)物種的數(shù)量和能夠在哪兒保存但在開始前….讓我們討論一下種群增長試驗(yàn)和群落的生態(tài)學(xué)意義8/8/202316群落生態(tài)學(xué)保存完整的群落很有用但在開始前….8/1/2023第四章群落生態(tài)學(xué)生物群落的組成與結(jié)構(gòu)生物群落的動(dòng)態(tài)生物群落的分類與排序地球上主要群落類型及其分布8/8/202317第四章群落生態(tài)學(xué)生物群落的組成與結(jié)構(gòu)8/1/20231第一節(jié)生物群落的組成與結(jié)構(gòu)§1生物群落的基本概念§2群落種類組成§3群落的外貌和結(jié)構(gòu)§4影響群落結(jié)構(gòu)的因素8/8/202318第一節(jié)生物群落的組成與結(jié)構(gòu)§1生物群落的基本概念8/§1生物群落的基本概念一、生物群落的定義群落（community）:在相同時(shí)間聚集在同一地段上的各物種種群的集合。包括棲息在同一地域中的動(dòng)物、植物和微生物。不是雜亂無章地堆積在一起，而是在一定的生境下相互作用地有規(guī)律地生長在一起，并與環(huán)境發(fā)生一定的相互作用，共同組成一個(gè)統(tǒng)一體。8/8/202319§1生物群落的基本概念一、生物群落的定義8/1/2023二、群落的基本特征1、具有一定的種類組成和外貌：物種數(shù)和個(gè)體數(shù)。2、不同物種之間的相互影響：必須共同適應(yīng)它們所處的無機(jī)環(huán)境；它們內(nèi)部的相互關(guān)系必須取得協(xié)調(diào)和發(fā)展(種群構(gòu)成群落的二個(gè)條件)。3、形成群落環(huán)境：定居生物對生活環(huán)境的改造結(jié)果。8/8/202320二、群落的基本特征1、具有一定的種類組成和外貌：物種數(shù)和個(gè)體4、具有一定的結(jié)構(gòu)：形態(tài)結(jié)構(gòu)、生態(tài)結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。5、一定的動(dòng)態(tài)特征:季節(jié)動(dòng)態(tài)、年際動(dòng)態(tài)、演替與演化。6、一定的分布范圍：特定的地段或特定的生境。7、群落的邊界特征：或明確或不明確的邊界。8、不同物種在群落中作用不同二、群落的基本特征8/8/2023214、具有一定的結(jié)構(gòu)：形態(tài)結(jié)構(gòu)、生態(tài)結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。二、群落的三、群落的性質(zhì)機(jī)體論學(xué)派(organismicschool)群落是客觀存在的實(shí)體，是一個(gè)有組織的生物系統(tǒng)，像有機(jī)體與種群那樣，被稱為機(jī)體論學(xué)派。

個(gè)體論學(xué)派(individualisticschool)群落是生態(tài)學(xué)家為了便于研究，從一個(gè)連續(xù)變化著的植被連續(xù)體中人為確定的一組物種的組合，被稱為個(gè)體論學(xué)派。密度密度環(huán)境梯度環(huán)境梯度ABCDABCD8/8/202322三、群落的性質(zhì)機(jī)體論學(xué)派(organismicschool常規(guī)的群落類型封閉型清晰的邊界分明的群落交錯(cuò)區(qū)明顯的集合物種相間開放型邊界模糊,漸進(jìn)物種間少或沒有集合豐度地理范圍大量的單一物種豐度地理范圍8/8/202323常規(guī)的群落類型封閉型豐度地理范圍大量的單一物種豐度地理范圍8§2群落的種類組成一、種類組成性質(zhì)分析最小表現(xiàn)面積：指基本上能夠表現(xiàn)出某群落類型植物種類的最小面積稱為最小表現(xiàn)面積。群落結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和群落最小面積的大小是一種正比關(guān)系。樣方面積S0物種數(shù)8/8/202324§2群落的種類組成一、種類組成性質(zhì)分析樣方面積S0物種數(shù)一、種類組成性質(zhì)分析法國生態(tài)工作者用標(biāo)準(zhǔn)化了的巢式樣方研究世界各地不同草本植被類型的種類數(shù)目特征，所用的樣方面積最初為1/64㎡，以后成倍加大。他們把每含樣地總種84%的面積做為群落的最小面積。8/8/202325一、種類組成性質(zhì)分析法國生態(tài)工作者用標(biāo)準(zhǔn)化了的巢式樣方研究世一、種類組成性質(zhì)分析優(yōu)勢種和建群種:

對群落的結(jié)構(gòu)和群落環(huán)境的形成有明顯控制作用的物種稱為優(yōu)勢種（dominantspecies）；優(yōu)勢層的優(yōu)勢種稱建群種（constructivespecies）。亞優(yōu)勢種（subdominantspecies）:指個(gè)體數(shù)量與作用都次于優(yōu)勢種,但在決定群落性質(zhì)和控制群落環(huán)境方面仍起著一定作用的物種。8/8/202326一、種類組成性質(zhì)分析優(yōu)勢種和建群種:對群落的結(jié)構(gòu)和群落環(huán)境Leymuschinensisrangelandtype8/8/202327LeymuschinensisrangelandtypStipabaicalensisrangelandtype8/8/202328StipabaicalensisrangelandtyStipabaicalensis+Leymuschinensisrangelandtype8/8/202329Stipabaicalensis+Leymuschine一、種類組成性質(zhì)分析伴生種（companionspecies）：為群落的常見物種，它與優(yōu)勢種相伴存在，但不起主要作用。偶見種或罕見種(rarespecies)：是那些在群落中出現(xiàn)頻率很低的種類。8/8/202330一、種類組成性質(zhì)分析伴生種（companionspecie一、種類組成性質(zhì)分析羊草草地針茅建群的典型草地8/8/202331一、種類組成性質(zhì)分析羊草草地針茅建群的典型草地8/1/202二、種類組成的數(shù)量特征多度：是目測估計(jì)指標(biāo)，對物種個(gè)體數(shù)目多少的一種估測指標(biāo)。8/8/202332二、種類組成的數(shù)量特征多度：是目測估計(jì)指標(biāo)，對物種個(gè)體數(shù)目多二、種類組成的數(shù)量特征密度：單位面積或單位空間內(nèi)的個(gè)體數(shù)。D=N/S相對密度：某一物種的個(gè)體數(shù)點(diǎn)全部物種個(gè)體數(shù)的百分比。密度比：某一物種的密度占群落中密度最高的物種密度的百分比。蓋度：指植物地上部分的垂直投影面積占樣地面積的百分比。分種蓋度（分蓋度）、總蓋度（群落蓋度）基蓋度：植物基部的覆蓋面積。相對蓋度：某一物種的分蓋度占所有分蓋度之和的百分比。蓋度比：某一物種的蓋度占最大物種的蓋度的百分比。8/8/202333二、種類組成的數(shù)量特征密度：單位面積或單位空間內(nèi)的個(gè)體數(shù)。二、種類組成的數(shù)量特征頻度：某個(gè)物種在調(diào)查范圍內(nèi)出現(xiàn)的頻率。頻度=某種出現(xiàn)的樣方數(shù)/樣方總數(shù)×100%Raukiaer定律：A>B>C≦D<E8/8/202334二、種類組成的數(shù)量特征頻度：某個(gè)物種在調(diào)查范圍內(nèi)出現(xiàn)的頻率。二、種類組成的數(shù)量特征高度：自然高度和絕對高度。重量和相對重量：單位面積或容積內(nèi)某一物種的重量占全部物種重量的百分比。在草原群落中分鮮重與干重密度、蓋度、高度、頻度、生物量稱為群落的四度一量。注意相對指標(biāo)與指標(biāo)比的差異8/8/202335二、種類組成的數(shù)量特征高度：自然高度和絕對高度。8/1/20二、種類組成的數(shù)量特征優(yōu)勢度與綜合優(yōu)勢比優(yōu)勢度：表示一個(gè)種在群落中的地位和作用。定義和計(jì)算方法不統(tǒng)一。日本學(xué)者提出綜合數(shù)量指標(biāo)。包括兩個(gè)因素，三因素，四因素和五因素，即在密度比，蓋度比，頻度比高度比和重量比這五項(xiàng)指標(biāo)中任意取，求平均值。如SDR2=（密度比+蓋度比）/2×100%8/8/202336二、種類組成的數(shù)量特征優(yōu)勢度與綜合優(yōu)勢比8/1/202336二、種類組成的數(shù)量特征重要值：用來表示某個(gè)種在群落中的地位和作用的綜合數(shù)量指標(biāo)。重要值=相對密度+相對頻度+相對蓋度/38/8/202337二、種類組成的數(shù)量特征重要值：用來表示某個(gè)種在群落中的地位和三、種的多樣性生物多樣性：指生物中的多樣化和變異性以及物種生境的生態(tài)復(fù)雜性，它包括植物、動(dòng)物、微生物的所用種及其組成的群落和生態(tài)系統(tǒng)。三個(gè)層次：遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性。8/8/202338三、種的多樣性生物多樣性：指生物中的多樣化和變異性以及物種生物種多樣測度—豐富度指數(shù)Gleason指數(shù)Margalef指數(shù)D=（S-1）／lnAD=(S-1)／lnN單位面積群落中物種數(shù)目觀察到的個(gè)體總數(shù)群落中總物種數(shù)目8/8/202339物種多樣測度—豐富度指數(shù)Gleason指數(shù)D=（S-1）／l物種多樣測度—多樣性指數(shù)辛普生多樣性指數(shù)(Simpson’sdiversityindex)香農(nóng)－威納指數(shù)(Shannon-Wienerindex)D=1-∑PiH′=-∑Pilog2Pi屬于種i的個(gè)體在全部個(gè)體中的比例多樣性指數(shù)第i個(gè)物種屬于種i的個(gè)體在全部個(gè)體中的比例多樣性指數(shù)8/8/202340物種多樣測度—多樣性指數(shù)辛普生多樣性指數(shù)(Simpson’s物種多樣測度--物種均勻性指數(shù)均勻度不均勻性E=H′／H′maxR=(H′max-H′)／(H′max-H′min)實(shí)際的種類多樣性最大均勻條件下的種類多樣性（logeS）H′max=-s(1/sloge

1/s)=loges群落中的最大物種數(shù)H′min=-S/Sloge

S/S)=0=1

-H′／H′max8/8/202341物種多樣測度--物種均勻性指數(shù)均勻度不均勻性E=H′／H′物種多樣性類型α多樣性：棲息地或群落中的物種多樣x性，測度群落內(nèi)的物種多樣性。β多樣性：測度區(qū)域尺度上物種組成沿著某個(gè)梯度方向從一個(gè)群落到另一個(gè)群落的變化率。γ多樣性：測度最大地理尺度上的多樣性，體現(xiàn)一個(gè)地區(qū)或許多地區(qū)內(nèi)穿過一系列群落的物種多樣性總和。8/8/202342物種多樣性類型α多樣性：棲息地或群落中的物種多樣x性，測§3群落的外貌和結(jié)構(gòu)一、群落的結(jié)構(gòu)單元生活型層片8/8/202343§3群落的外貌和結(jié)構(gòu)一、群落的結(jié)構(gòu)單元8/1/20234層片層片的概念是群落的結(jié)構(gòu)單元，具有一定的生態(tài)生物學(xué)一致性和一定小環(huán)境的種類組合。分三級：第一級層片是同種的個(gè)體組合；第二級層片是同一生活型的不同植物的組合；第三級層片是不同生活不同種類植物的組合。層片的層的區(qū)別由于一個(gè)層的類型可由若干生活型的植物所組成，因此，層片的范圍比層的窄。8/8/202344層片層片的概念8/1/202344二、群落的外貌和季相群落的外貌決定于群落的優(yōu)勢的生活型和層片結(jié)構(gòu)。季相:隨著氣候季節(jié)性交替，群落呈現(xiàn)不同的外貌，這就是季相。與環(huán)境因子的季節(jié)節(jié)律有關(guān)8/8/202345二、群落的外貌和季相群落的外貌決定于群落的優(yōu)勢的生活型和層片四季分明的落葉闊葉林8/8/202346四季分明的落葉闊葉林8/1/202346三、群落的垂直結(jié)構(gòu)群落的垂直結(jié)構(gòu)主要指成層現(xiàn)象陸地群落的分層與光的利用有關(guān)，群落層次主要是由植物生活型所決定。陸地動(dòng)物群落的分層主要與食物有關(guān)，其次與不同層次的微氣候條件有關(guān)。ABCDA草被層；B灌木層；C下木層；D林冠層8/8/202347三、群落的垂直結(jié)構(gòu)群落的垂直結(jié)構(gòu)主要指成層現(xiàn)象ABCDA草被四、群落的水平結(jié)構(gòu)植物群落的水平結(jié)構(gòu)的主要特征就是鑲嵌性。鑲嵌性：植物個(gè)體在水平方向上的分布不均勻造成的小群落斑塊相間的現(xiàn)象。氣候影響：微氣候、徑流土壤影響：營養(yǎng)物質(zhì)、土壤質(zhì)地、地形特點(diǎn)植物影響：他感作用、遮蔭作用、繁殖特點(diǎn)動(dòng)物影響：喜食情況、種子散布、食物貯藏、排泄物、踐踏、挖洞8/8/202348四、群落的水平結(jié)構(gòu)植物群落的水平結(jié)構(gòu)的主要特征就是鑲嵌性。8五、群落交錯(cuò)區(qū)與邊緣效應(yīng)群落交錯(cuò)區(qū)（ecotone）(生態(tài)交錯(cuò)區(qū)或生態(tài)過渡帶)：兩個(gè)或多個(gè)群落之間的過渡區(qū)域。邊緣效應(yīng)(edgeeffect)：群落交錯(cuò)區(qū)的生物種類和種群密度增加的現(xiàn)象稱邊緣效應(yīng)。邊緣效應(yīng)產(chǎn)生的原因：在群落交錯(cuò)區(qū)往往包含兩個(gè)重疊群落中所有的一些種以及交錯(cuò)區(qū)的特有種；群落交錯(cuò)區(qū)的環(huán)境比較復(fù)雜，兩類群落中的生物能夠通過遷移而交流，能為不同生態(tài)類型植物定居，從而為更多的動(dòng)物提供食物、營巢地隱蔽條件。8/8/202349五、群落交錯(cuò)區(qū)與邊緣效應(yīng)群落交錯(cuò)區(qū)（ecotone）(生態(tài)交五、群落交錯(cuò)區(qū)與邊緣效應(yīng)邊緣效應(yīng)原理的實(shí)踐意義利用群落交錯(cuò)區(qū)的邊緣效應(yīng)增加邊緣長度和交錯(cuò)區(qū)面積，提高野生動(dòng)物的產(chǎn)量。人類活動(dòng)而形成的交錯(cuò)區(qū)有的有利，有的是不利的。8/8/202350五、群落交錯(cuò)區(qū)與邊緣效應(yīng)邊緣效應(yīng)原理的實(shí)踐意義8/1/202§4影響群落結(jié)構(gòu)的因素1、影響群落結(jié)構(gòu)的因素有哪些？2、簡述抽彩式競爭發(fā)生的條件？3、中度干擾假說和理由？4、干擾理論在生態(tài)管理中有何現(xiàn)實(shí)意義？5、島嶼生態(tài)理論對自然保護(hù)區(qū)的指導(dǎo)意義？8/8/202351§4影響群落結(jié)構(gòu)的因素1、影響群落結(jié)構(gòu)的因素有哪些？8/§4影響群落結(jié)構(gòu)的因素生物因素干擾空間異質(zhì)性島嶼化8/8/202352§4影響群落結(jié)構(gòu)的因素生物因素8/1/202352生物因素－競爭競爭對群落結(jié)構(gòu)的影響資源利用→生態(tài)位重疊→競爭→生態(tài)位分化→性狀替代、特化→共存競爭→排斥

8/8/202353生物因素－競爭競爭對群落結(jié)構(gòu)的影響8/1/202353生物因素－捕食捕食對群落結(jié)構(gòu)的影響泛化種的作用：捕食提高多樣性、過捕多樣性降低特化種的作用：捕食對象為優(yōu)勢種，多樣性增加；捕食對象為劣勢種，降低多樣性。海星荔枝螺石鱉帽貝貽貝滕壺龜足8/8/202354生物因素－捕食捕食對群落結(jié)構(gòu)的影響海星荔枝螺石鱉帽貝貽貝滕壺生物因素－捕食關(guān)鍵種(Keystonespecies):生物群落中，處于較高營養(yǎng)級的少數(shù)物種，其取食活動(dòng)對群落的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的影響，稱關(guān)鍵種。關(guān)鍵種可以是頂極捕食者，也可以是那些去除后對群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大影響的物種。8/8/202355生物因素－捕食關(guān)鍵種(Keystonespecies):干擾：平靜的中斷，對正常過程的打擾和妨礙。