種群動態(tài)及調(diào)節(jié)

種群動態(tài)

有多少（數(shù)量與密度）

哪里多，哪里少（分布和空間結(jié)構(gòu)）

怎樣變動（數(shù)量的動態(tài)）

為什么這樣變動（種群的調(diào)節(jié)機制）

種群的動態(tài)

種群的密度與分布

種群統(tǒng)計學(xué)

種群的增長模型

自然種群的數(shù)量變動

生態(tài)入侵種群增長率自然增長率：種群的實際增長率(r)

RO-世代凈增殖率 T－世代時間：子代從母 體出生到子代再產(chǎn)子

的平均時間內(nèi)稟增長率(rm)具有穩(wěn)定年齡結(jié)構(gòu)的種群，在食物不受限制、同種或其他個體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、光照和食物等環(huán)境條件組配下，種群的最大瞬時增長率。YearPopulationBirthper1000Deathpre1000Growthrate(%)19981,250,365,51515.536.870.82819991,260,106,74214.556.910.72520001,268,853,36213.966.960.65920011,276,882,50013.366.930.60320021,284,275,90212.846.910.55220031,291,496,02213.006.910.56920041,298,847,62412.986.920.56620051,306,313,81213.146.940.58020061,313,973,71313.256.970.58920071,321,851,88813.457.000.60620081,330,044,60513.717.030.668種群的增長模型

與密度無關(guān)的種群增長模型

世代不重疊種群離散增長模型

世代重疊種群連續(xù)增長模型

與密度有關(guān)的種群增長模型

dN/dtismaximizedwhenN*rismaximized與密度無關(guān)的種群離散增長模型模型假設(shè)種群增長是無界的；種群的增長率不變世代不相重疊性增長種群沒有遷入、遷出；沒有年齡結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型

生物學(xué)含義：世代凈繁殖率（周限增長率）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，種群在下一代死亡。與密度無關(guān)的種群連續(xù)增長模型模型假設(shè)種群增長是無界的；種群的增長率不變世代相重疊性增長(連續(xù))種群沒有遷入、遷出；有年齡結(jié)構(gòu)生物學(xué)意義r>0種群上升r=0種群穩(wěn)定r<0種群下降數(shù)學(xué)模型積分形式dN/dt=(b-d)N0=rN0指數(shù)模型應(yīng)用實例

計算1949～1978年我國人口自然增長率

1949：5.4億；1978：9.5億因為r=1.0r=0.5r=populationgrowthrateNKN/K=“EnvironmentalResistance”種群的增長模型

與密度有關(guān)的種群增長模型-邏輯斯蒂方程(水蚤)

ImpositionoflimitsNeworChangingEnvironment(nocompetition/limits)dN/dt=r

N

(K-N)/K邏輯斯諦增長的數(shù)學(xué)模型積分式數(shù)學(xué)模型邏輯斯諦方程的生物學(xué)意義如果N→0，（1－N/K）接近1，幾乎全部K空間未被利用，潛在的最大增長能充分實現(xiàn)；如果N→K，那么（1－N/K）接近0，幾乎全部K空間已被利用，潛在的最大增長不能實現(xiàn)；當(dāng)N由0逐漸地增加到K值時，(1－N/K）項由1逐漸地下降為0，剩余空間逐漸變小，種群潛在的最大增長可實現(xiàn)程度逐漸降低。

積分模式P73OscillationsaboutK

TimeNKovershootoscillations對邏輯斯諦增長模型的評價野外種群適合邏輯斯諦增長的并不多見，某些種群只在短期內(nèi)表現(xiàn)出該規(guī)律，它們通常是生活史比較單純的種類自然種群經(jīng)常處于變動之中，穩(wěn)定于K值不變的情況缺乏充分的證據(jù)J型、S型種群增長只能代表兩種典型情況，實際增長的變型可能很多沒有時滯的假定對于多數(shù)自然種群而言很難符合邏輯斯諦增長模型（包括指數(shù)增長模型）提供了種群增長的某些機制，是后續(xù)很多種群增長模型建立的基礎(chǔ)自然種群的數(shù)量波動種群調(diào)節(jié)概論種群數(shù)量的隨機波動現(xiàn)象種群數(shù)量調(diào)節(jié)的基本理論植物種群密度制約與－3/2冪定律種群平衡種群不規(guī)則的波動或者起落規(guī)則或者周期性的波動種群衰落種群滅亡種群爆發(fā)種群崩潰生態(tài)入侵種群數(shù)量變動的趨勢——種群數(shù)量的季節(jié)消長大山雀最后一次繁殖末期種群數(shù)量最大第二年繁殖季節(jié)開始種群數(shù)量最低北點地梅昆蟲種群的季節(jié)消長-棉盲蝽陜西關(guān)中棉區(qū)棉盲蝽種群數(shù)量的季節(jié)消長大山雀與藍(lán)山雀種群的不規(guī)則波動；種群數(shù)量變動的趨勢——種群數(shù)量的隨機波動德國中部針葉林的歐洲松毛蟲（圖）我國境內(nèi)東亞飛蝗種群的數(shù)量變動（圖）自然種群中最常見的兩種周期波動： 每隔3~4年出現(xiàn)一次數(shù)量高峰（旅鼠）； 每隔9~10年出現(xiàn)一次數(shù)量高峰

旅鼠投海？種群數(shù)量變動的趨勢——種群數(shù)量的周期性波動猞猁與雪兔種群的周期性波動Harertendencieskeptundercontrolbyredationorbytheirfoodsupply?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)，其種群不斷擴大，分布區(qū)逐步穩(wěn)定地擴展，這種過程稱為生態(tài)入侵。紫莖澤蘭、豚草、鳳眼蓮等美國白蛾、非洲大蝸牛、福壽螺和牛蛙種群數(shù)量變動的趨勢——生態(tài)入侵種群數(shù)量變動的趨勢——種群衰落種群數(shù)量調(diào)節(jié)的基本理論（1）密度制約與非密度制約密度制約(densitydependent) 當(dāng)種群密度增加時，不利效應(yīng)表現(xiàn)為出生率下降而死亡率上升。逆密度制約(inverselyDD) 出生率隨密度的增加而增加，死亡率隨密度的增加而下降。非密度制約(densityindependent) 出生率、死亡率與密度無關(guān)。種群密度不利效應(yīng)（以%或每個體計）非密度制約逆密度制約密度制約（一）外源性調(diào)節(jié)理論

種群數(shù)量變動主要是外部因素的作用

非密度制約氣候?qū)W派例1：Andrewartha和Birch根據(jù)對薊馬（Tripsimaginis）種群24年研究資料提出的。11~12月最大密度是天氣條件所決定的，而與競爭等生物因素關(guān)系不大。例2：Greenbank(1956)發(fā)現(xiàn)，杉卷葉蛾種群數(shù)量的上升與連續(xù)的干旱晴朗的夏季有關(guān)。種群數(shù)量調(diào)節(jié)的基本理論（2）密度制約的生物學(xué)派

以Nicholson為代表。主張密度是制止種群增長和決定種群平均密度的關(guān)鍵因素，而自然天敵又是最主要的密度制約因素。

例：北美科羅拉多大峽谷北緣卡巴高原上的黑尾鹿種群動態(tài)非密度制約作用密度制約作用密度制約和非密度制約的相對作用環(huán)境A環(huán)境A環(huán)境A（二）內(nèi)源性調(diào)節(jié)理論內(nèi)源性調(diào)節(jié)理論的共同點：強調(diào)個體間的異質(zhì)性；前提是出生率、死亡率、生長、遷入、遷出等特征都是密度制約的；自動調(diào)節(jié)是物種對環(huán)境的適應(yīng)性反應(yīng)。1.行為調(diào)節(jié)學(xué)說（Wynne-Edwards）認(rèn)為：動物的社群行為是一種調(diào)節(jié)種群密度的機制。社群等級、領(lǐng)域性等社群行為可能是一種傳遞有關(guān)種群數(shù)量信息的行為，尤其是關(guān)于資源與種群數(shù)量關(guān)系的信息。通過社群行為使食物供應(yīng)和場所在種群內(nèi)得到合理分配，把剩余個體從適宜生境中排擠出去，從而使種群密度維持穩(wěn)定。領(lǐng)域（territory）是指由個體、家庭或其他社群單位所占據(jù)的空間。動物保護領(lǐng)域的各種行為稱為領(lǐng)域行為（territorialbehavior）。鳥類、獸類、某些昆蟲。社會等級（socialhierarchy）是指動物種群中各個動物的地位具有一定的等級順序。靈長類具嚴(yán)格的等級制。優(yōu)先等級的個體往往先占據(jù)“最適”生境，而低等級個體占據(jù)“次適”生境。2.內(nèi)分泌調(diào)節(jié)說（ChristianDavis)

當(dāng)種群數(shù)量上升時，種群個體所受到的壓力將