種群及其基本特征

第二部分種群生態(tài)學(xué)

巴雷副教授

bal337@GalaxiesSolarsystemEarthEcosystemsCommunitiesPopulationsOrganismsOrgansTissuesCellsMoleculesAtomsScaleEcosystemecologyCommunityecologyPopulationecologyBehavioralecologyCELLBIOLOGYECOLOGYPHYSIOLOGYBIOCHEMISTRY種群（population）在一定空間中同時(shí)生活著的

同種個(gè)體的集合。意義：物種存在的基本單位群落的基本組成單位生物進(jìn)化的基本單位種群構(gòu)成單位：單體生物、構(gòu)件生物葉子、芽、莖喬木草本植物分形理論種群類型自然種群實(shí)驗(yàn)種群混合種群和單種種群種群生態(tài)學(xué)是研究種群數(shù)量、分布、生活史以及種群與其棲息環(huán)境中的非生物因素相互作用（其生態(tài)規(guī)律）的科學(xué)

種群基本特征

數(shù)量特征 空間特征 種群結(jié)構(gòu)：年齡結(jié)構(gòu)、生命表、存活曲線、性比 種群動(dòng)態(tài) 種群調(diào)節(jié)種群的生活史對(duì)策種內(nèi)與種間相互作用生物種及其變異與進(jìn)化主要內(nèi)容種群的基本特征（內(nèi)涵）

數(shù)量特征：最基本的特征——種群大小、密度

出生率、死亡率、年齡結(jié)構(gòu)、

性別比率等空間特征：大尺度——地理分布 小尺度——空間分布格局遺傳特征：遺傳組成、基因庫功能特征：組織系統(tǒng)，自我調(diào)節(jié)種群大小的功能種群——空間特征隨機(jī)集聚均勻種群內(nèi)分布型（空間分布格局）組成種群的個(gè)體在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局。包括：隨機(jī)、均勻和集聚空間分布格局。

影響因素隨機(jī)分布——資源均勻、豐富均勻分布——種內(nèi)競爭成群（集聚分布）

資源份額不均勻、呈鑲嵌； 植物種子傳播和動(dòng)物集群行為 植物營養(yǎng)繁殖使其以以定居點(diǎn)為擴(kuò)展中心植物種群集群的生態(tài)學(xué)意義集群能夠促進(jìn)有性生殖、提高結(jié)實(shí)率集聚格局有利于減少動(dòng)物采食的危害機(jī)率集群有利于形成適宜的小生境集群可以共同防御對(duì)種群生態(tài)位的侵害Figure8.14PopulationsOftenHaveaPatchyDistribution(Part2)PopulationsOftenHaveaPatchyDistribution判定格局類型的方法—方差/均值比方差/均值表示為：s2/m若s2/m=0，均勻分布s2=0若s2/m=1隨機(jī)分布泊松分布若s2/m>1集群分布負(fù)二項(xiàng)分布

推薦書目：Ludwig,《統(tǒng)計(jì)生態(tài)學(xué)—方法和計(jì)算入門》其他指標(biāo)：格局類型、格局紋理、聚集強(qiáng)度卡方檢驗(yàn)朝鮮堿茅種子散布特征楊允菲和祝玲，1995羊草和其主要伴生種交錯(cuò)帶空間格局→競爭作用？樣帶時(shí)間

格局分布類型Ⅰ5月○▲○▲△▲○●○▲△●6月△▲△▲△●△▲△▲○●7月○▲△▲△●△●○▲○▲8月○▲△▲△●△▲○▲○▲Ⅱ5月○△△●△▲△▲△▲6月△△○▲△▲△▲△▲7月△△○▲△▲△●△▲8月△○○▲○▲△▲△▲Ⅲ5月△△△△●△▲○●△●6月△△△△▲△●△▲△■7月△○△○●△●▲▲8月△○△○●○●▲●樣帶時(shí)間格局分布類型Ⅳ5月△△○●○●○●▲●6月○△△●△●○●△●●7月△△○●○●○●●●8月△△○●△●○▲●●Ⅴ5月△△△○●○▲△▲6月△○△○●△▲△▲▲7月○△△○●△●△▲8月○△△○▲▲△▲Ⅵ5月△○△△▲△●△▲○▲6月△△△○▲△▲△●△■7月○○△△▲△●○▲○▲8月△○○○●○▲△▲○代表羊草集聚分布,△代表羊草隨機(jī)分布,●代表主要伴生種集聚分布,▲代表主要伴生種隨機(jī)分布,■代表主要伴生種均勻分布

物種的擴(kuò)散指數(shù)群落類型群落序號(hào)平均值分布指數(shù)集聚指數(shù)格林指數(shù)Possion分布負(fù)二項(xiàng)分布分布格局羊草、蘆葦混生群落Ⅰ21.752.131.134.1E-04P<0.01P>0.05集聚Ⅱ15.493.602.601.3E-03P<0.01P>0.05集聚Ⅲ24.333.542.548.1E-04P<0.01P>0.05集聚羊草、蘆葦交錯(cuò)帶Ⅳ19.2211.5510.558.6E-03P<0.01P>0.05集聚Ⅴ28.2020.1619.161.1E-02P<0.01P>0.05集聚Ⅵ21.417.636.632.4E-03P<0.01P>0.05集聚群落類型0群落序號(hào)平均值分布指數(shù)集聚指數(shù)格林指數(shù)Possion分布負(fù)二項(xiàng)分布分布格局羊草、蘆葦混生群落Ⅰ6.272.781.782.2E-03P<0.01P>0.05集聚Ⅱ13.613.752.751.6E-03P<0.01P>0.05集聚Ⅲ2.574.193.199.6E-03P<0.01P>0.05集聚羊草、蘆葦交錯(cuò)帶Ⅳ4.884.173.171.0E-02P<0.01P>0.05集聚Ⅴ6.675.374.371.0E-02P<0.01P>0.05集聚Ⅵ2.584.223.229.8E-03P<0.01P>0.05集聚羊草種群分布類型檢驗(yàn)蘆葦種群分布類型檢驗(yàn)群落類型群落序號(hào)羊草L.chinensis蘆葦P.communis平均擁擠聚塊指數(shù)集聚參數(shù)平均擁擠聚塊指數(shù)集聚參數(shù)羊草、蘆葦混生群落ⅠⅡⅢ22.8801.05219.2458.0541.2843.183

18.0881.1685.96916.3551.2021.20226.8621.1049.5925.7672.2410.869羊草、蘆葦交錯(cuò)帶ⅣⅤⅥ29.7691.5490.3438.0461.6501.81447.3601.6790.30611.0391.6551.31028.0411.3100.6495.8032.2510.421

混生群落和交錯(cuò)帶中羊草和蘆葦?shù)母窬謴?qiáng)度種群統(tǒng)計(jì)學(xué)初級(jí)參數(shù)出生率死亡率遷入遷出次級(jí)參數(shù)年齡結(jié)構(gòu)性比種群增長率分布型個(gè)體特征大小密度種群動(dòng)態(tài)種群的大小和密度密度（density）:單位面積或單位容積內(nèi)的個(gè)體數(shù)。密度是 種群最基本的參數(shù),也是種群重要的參數(shù)

之一。種群的大?。╯ize）：一定區(qū)域范圍內(nèi)一個(gè)種群內(nèi)個(gè)體數(shù)目

的多少。影響因素：非生物因素（生態(tài)幅）、生物因素（營養(yǎng)級(jí)）種群的數(shù)量統(tǒng)計(jì)

描述指標(biāo)（1）絕對(duì)密度：種群個(gè)體的數(shù)量（2）相對(duì)密度： RDB=NB/DA; RDB=NB/(DA+DB+DC+DD+…DN)AAAAAAAAAABBBBBBBCCCCCCDDDDD

例子：樣地中布置五個(gè)50cm*50cm樣方中，測定的某種植物的個(gè)體數(shù)分別是：20，40，50，30，60株，那么這塊樣地中種群密度是_____?AAA相對(duì)密度河漫灘草地群落中，1m×1m樣方中調(diào)查植物數(shù)量見下表

RD2=20/(35+20+15+18+108+56) RD2=20/35

RD3=15/(35+20+15+18+108+56)

RD3=15/35種135種220種315種418種5108種656樣方法72483重捕法統(tǒng)計(jì)方法：樣方法、重捕法、模型法標(biāo)記重捕法

N:M=n:mN=M×n/m式中：N—

樣地上個(gè)體總數(shù)

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)假設(shè)：（1）標(biāo)志的個(gè)體在整個(gè)調(diào)查種群中均勻分布，標(biāo)志個(gè)體和

未標(biāo)志個(gè)體有相同被捕獲的機(jī)會(huì)；（2）調(diào)查中種群沒有遷入和遷出；（3）沒有新個(gè)體的出生的死亡。 相對(duì)密度

1、捕捉法

2、糞堆計(jì)數(shù)法

3、鳴叫計(jì)數(shù)

4、毛皮收購記錄

5、單位漁撈努力的魚數(shù)或生物量

6、計(jì)數(shù)動(dòng)物活動(dòng)所遺留的痕跡：諸如土穴、跑道、巢穴、 7、花朵 種群密度變動(dòng)的意義*

種群密度是影響種群數(shù)量動(dòng)態(tài)的重要因素之一種群對(duì)其生活空間發(fā)生作用導(dǎo)致環(huán)境改變和種群

偏離“最適生境”；密度增大后導(dǎo)致種群內(nèi)個(gè)體差異擴(kuò)大量變可能導(dǎo)致質(zhì)變；密度增大可能引起擴(kuò)散和遷移。關(guān)于密度與種群數(shù)量變動(dòng)之間的關(guān)系的生態(tài)學(xué)原理

是“密度制約與非密度制約原理”。種群年齡結(jié)構(gòu)（agestructure）

種群內(nèi)各個(gè)年齡級(jí)個(gè)體數(shù)目與種群總個(gè)體數(shù)的比例

關(guān)系，常用年齡金字塔表示，分為增長型、穩(wěn)定性和衰退型。同齡種群/異齡種群繁殖前期繁殖期繁殖后期A0.50.250.25B0.250.50.25C0.250.250.5衰退型增長型穩(wěn)定型PopulationPyramid/ipc/www/idb/pyramids.html法國中國植物年齡結(jié)構(gòu)的研究方法

年輪記數(shù)法：

輪生枝記數(shù)法：

株高-胸徑立木級(jí)劃分法：

生活史階段劃分法：

休眠期、營養(yǎng)期、生殖期和衰老期

構(gòu)件的出生和生長時(shí)間劃分法

營養(yǎng)繁殖世代劃分法(楊允菲，1995)/ipc/www/idb/pyramids.html用高度，或者其他的指標(biāo)來描述年齡結(jié)構(gòu)楊允菲等，1998楊允菲教授，1995全葉馬蘭分株的年齡劃分及變化模式全葉馬蘭黃蒿影響動(dòng)物出生率的主要因素：1）性成熟的速度；2）每次產(chǎn)仔數(shù)量；3）每年生殖次數(shù)。影響植物出生率的主要因素

植物的性成熟速度、結(jié)實(shí)率、每次產(chǎn)種量、每年生殖次數(shù)等差異很大。例：“二度梅”；箭竹生命表（lifetable）

簡單、直接反映種群死亡和存活過程的一覽表。最早應(yīng)用于人口統(tǒng)計(jì)學(xué)。生命表的類型動(dòng)態(tài)生命表：根據(jù)對(duì)同一時(shí)期（年）出生的所有個(gè)體進(jìn)行存活數(shù)目的動(dòng)態(tài)監(jiān)測資料而編制的一種生命表。它能追蹤同生群直至全部個(gè)體死亡的全過程的存活、死亡數(shù)目。因此也成為同生群生命表。靜態(tài)生命表：根據(jù)某一特定時(shí)間對(duì)種群所做的年齡結(jié)構(gòu)調(diào)查資料而編寫的。表中的個(gè)體出生于不同的年份（或時(shí)期）。因此，個(gè)體所經(jīng)歷的環(huán)境條件實(shí)際上是不同的。這里潛在的假設(shè)就是種群所經(jīng)歷的環(huán)境是年復(fù)一年地沒有變化的。特征參數(shù)類型(以密度為基本特征)

出生率

理想出生率：是種群在理想條下所能達(dá)到的最大出生率；

生態(tài)出生率：在一定時(shí)期內(nèi)種群在特定條下實(shí)際繁殖個(gè)體數(shù)量；

死亡率（mortality）：死亡個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的百分比。

生理死亡率：指在最適條件下所有個(gè)體都因衰老而死亡，

即每一個(gè)個(gè)體都能或到其生理壽命。

生態(tài)死亡率：一定條件下的實(shí)際死亡率。個(gè)體可能死于饑餓、

疾病、競爭、被捕食、被寄生、惡劣氣候、

意外事故等等。

出生率和死亡率常用1000個(gè)個(gè)體中的出生數(shù)或死亡數(shù)來表示。

也可以按特定年齡來統(tǒng)計(jì)出生率或死亡率。年齡x存活數(shù)nx存活率lx死亡數(shù)dx死亡率qxLxTx生命期望（ex)01421.000800.5631022241.581620.437280.452481221.972340.239140.41227742.183200.4144.50.22517.75472.354150.1094.50.29013.2529.251.895110.0774.50.4098.75161.4566.50.0464.50.6924.757.251.1272.00.01400.000231.5082.00.0142.01.000110.50900--00-藤壺種群的動(dòng)態(tài)生命表x=按年齡的分段nx=在x期開始時(shí)的存活數(shù)目lx=nx/n0（在x開始時(shí)的存活分?jǐn)?shù)）dx=從x到x+1時(shí)的死亡數(shù)qx=dx/nx