第3章:种群生态1.ppt
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1、,种群生态学,学习生物种群的特征及其与环境的关系,掌握生物种群的数量、动态和质量及其对环境的适应。掌握种群内部和不同种群间的相互关系。,第三章 种群生态学,目的要求,第一节 种群动态 第二节 种群的进化与选择 第三节 种内关系 第四节 种间相互作用,主要内容,第三章 种群生态学,第一节 种群动态 一、种群统计学 二、 种群的数量及其动态 三、种群的空间分布 第二节 种群的进化与选择 第三节 种内关系 第四节 种间相互作用,第一节 种群动态 一、种群统计学 (一)种群的概念 种群是指特定空间内能自由交配、繁殖后代的同种生物个体的集合。 抽象:探讨一般规律时,泛指该种的任一种群。 具体:具体研究时
2、,种群是具体的,有时间和空间上的限定。,种群的概念,第三章 种群生态学(Population Ecology),种群特征,种群是由个体组成的,个体通过特定的关系构成一个有机整体,它具有以下特征。 由个体演变来的特征: 基本特征:密度和大小(单体群体) 基本参数:(初级种群特征,决定种群的大小) 出生率、死亡率(生、死) 迁入率、迁出率(行为) 次级种群特征:性比(性别),年龄结构(年龄),种群增长率(繁殖能力),种群分布型(空间位置),种群特征,2. 新特征: 种群的数量变化(年和季节)及其自我调节能力。 种群的质量变化(进化)及其与环境的关系(自然选择) 种群对环境的适应-生态对策 社群关系
3、(其它种内关系):等级制、利他行为、领域性、集群与分散、婚配制度。密度效应、性别生态学、通讯等。 种间关系:种间竞争、他感作用、食草、捕食、寄生、共生等。,种群生态学,种群生态就是研究环境(主要是理化因子)对这些群体特征的影响。,种群数量,(二)种群的一般特征: 1. 种群的大小和密度(size & density):(种群数量) (1)定义: 种群大小指该种群所包含的个体数目的多少。(绝对量) 种群密度是指单位空间内个体数目或生物量。(相对量) 单位空间可以指面积:Km2=100公顷(hectare)=100万m2,亩等。也可以指体积:m3, l, ml等。 生物量(biomass):个体数
4、目个体的平均体重,密度的类型,(2)密度的类型: 天然密度:单位空间的生物数量(粗密度crude density) 生态密度:单位栖息空间内生物的数量(特定密度或经济密度,specific, economic density) 均匀分布时二种密度相同,集群分布时生态密度较大。,图3-1 某池塘内秋季鱼类天然密度高,冬春季节减少,天然密度下降;但是冬春池水也减少,单位水体的鱼增加(生态密度上升)。,密度的类型,根据种群密度的适宜程度,分为: 最适密度(optimal density):种群增长处于最佳状况时的种群密度。 饱和密度(saturate density):特定环境所能允许的种群最大密度
5、。 最低密度:濒临灭绝前的种群密度。,种群的性比,2. 种群的性比(sex ratio): 种群中雄性个体和雌性个体数目的比例。 性比的表示方法: (1)简单性比,雄:雌; (2)总性比,雌/总数*100%,或雄/总数*100%,年龄结构,3. 年龄结构(age structure): (1) 定义:年龄结构是指种群中各个年龄级个体数的分布情况,也称年龄分布或年龄组成(age distribution or composition) 。 (2) 年龄的划分: 以绝对年龄划分:年、月、日、时等。 以生殖状况划分:繁殖前、繁殖期、繁殖后年龄,如鸟类等。 人类这三期相近,昆虫前期很长,繁殖期短,后期
6、无。,年龄结构表示法,(3)年龄结构的表示法: 年龄比例(age ratio):种群中各年龄级的个体数占种群个体总数的比例。 年龄金字塔(age pyramid):按年龄级由小到大的顺序,将各龄级个体数或年龄比例用图形表示。上下表示年龄级,左右宽度表示各龄级个体数或年龄比例。,年龄金字塔,年龄金字塔,增长型金字塔:典型金字塔,出生率大于死亡率。基部宽、顶部狭窄。 稳定型金字塔:钟形,出生率与死亡率相近。各部相近。 衰退型金字塔:壶形,死亡率大于出生率,数量趋于下降。基部窄,中上部宽。,年龄金字塔,年龄结构应用,(4)年龄结构的应用: A. 判断动物濒危状况的一个重要标志。 B. 经济鱼类的捕捞
7、标志-捕捞种群年龄的低龄化和小型化现象。 C. 研究人口的有用工具。,应用,降低人口增长率的措施(政策): a. 晚育,假如20岁生育,100年生育5代;25岁生育,100年生育4代,少生一代,对于我国来说就意味着少生2亿多人。 b.少生。但长期执行“临界生育水平”(人口增长为零)以下的出生率标准,又会使年龄结构出现衰退型,使社会人口老龄化。,出生率,4. 出生率和死亡率 (natality & mortality) (1)出生率: 种群产生新个体的能力或速率。 a. 表示方法: 绝对出生率(B): 单位时间内种群中新个体增加的数目。B=N/t 专有出生率(b): 单位时间内每个个体新产生的个
8、体数。b=N/(N*t),出生率,b. 类型: 最大出生率:理想条件下(无生态因子起限制作用,生殖仅受生理限制)的出生率。 实际出生率(生态出生率):特定环境条件下种群的实际出生率。 c.影响因素: 性成熟的速度;每次新产个体数;单位时间的繁殖次数;繁殖期长短。,种群死亡率,(2)死亡率: 种群中个体死亡的速率。 a.表示方法: 绝对死亡率:单位时间内种群中个体死亡的数目。 专有死亡率:单位时间内死亡个体数占初始种群个体数的比例。,类 型,b.类型: 最低死亡率:种群在最适环境条件下测得的死亡率。 实际死亡率(生态死亡率):特定环境条件下种群的死亡率。 存活率(survival rate):某
9、一时间间隔后种群存活的个体数(nx+1)占初始(原来)种群个体数(nx)的比例。 lx = nx+1/nx = (nx-dx)/nx =1-(dx/nx) =1-qx lx :存活率; dx :死亡个体数;qx:死亡率。,种群生态学,c. 影响因素: 种群密度越高,死亡率越高;个体发育期,幼体死亡率高;环境恶劣死亡率高。 5.迁入和迁出(immigration & emigration): 指种群间生物个体的相互运动,是基因交流的生态过程。由于种群间的界限常不明确,研究迁入和迁出的空间变化过程很困难,目前,这类研究常采用遥测技术。,第三章 种群生态学,第一节 种群动态 一、种群统计学 二、 种
10、群的数量及其动态 三、种群的空间分布 第二节 种群的进化与选择 第三节 种内关系 第四节 种间相互作用,种群数量和动态,二、 种群的数量及其动态 种群的数量及动态是种群生态学的核心问题,在资源利用和病虫害防治方面具有重要的实践意义。 (一)生命表和存活曲线 (life table & survivorship) 1. 生命表:描述种群死亡过程的表格。是分析种群动态的有效工具。 编制方法:首先划分年龄阶段,记录各年龄级开始时的种群数量,直至该群动物全部死亡,最后据此计算各年龄级死亡率、存活分数、平均寿命等。,种群生命表,生命表说明,生命表各列的意义及计算方式: (1)年龄(年)X:此栏为人为所分
11、。时(分、秒)、天、月、年、数年等。昆虫常以卵、幼虫、蛹、成虫等单位。 (2)各年龄初始存活数nx:此栏为基础数据栏。 (3)各年龄初始存活分数lx:各期存活数占初始种群数量(n0)的比例。(与上述存活率略有不同) lx = nx/n0(*100,*1000)(%,) (4)各年龄死亡数dx:从X到X+1时的死亡个体数。此栏实测或计算,dx = nx-nx+1,生命表说明,(5)各年龄死亡率qx:从X到X+1时的种群死亡率。qx = dx/nx (6)各年龄平均存活数Lx:各年龄期的中点,平均存活数目。Lx=(nx+n x+1)/2 = nx- dx/2 = n x+1+ dx/2。(nx=n
12、x+1+dx) (7)各年龄及其以上存活的年总数Tx:已活到X年龄的生物总计还有多少年的存活时间。(所有现有个体存活时间的积累)Tx = Lx+L x+1+ Lx+2+Lm=Tx (X从X到m, m为最长寿命) (8)平均寿命(生命期望值)ex:X龄的生物平均还能活的时间。ex= Tx/nx,生命表类型,2. 生命表的类型: 动态生命表:记录同一时间出生的种群存活(死亡)过程的生命表。个体经历了相同的环境条件。适于寿命较短的种群。又称同生群(cohort)生命表,特定年龄生命表,水平生命表。 静态生命表:根据某一特定时间对某一种群进行年龄结构的调查所编制的生命表。各年龄的个体经历了不同的环境条
13、件。适于稳定的种群和寿命较长的动物。特定时间生命表,垂直生命表。,类型比较,存活曲线,3. 存活曲线(Survival curve) 存活曲线是以时间间隔为横坐标,以相应的存活个体数或存活率为纵坐标所作的曲线图。,存活数nx 存活分数lx lg nx lg lx,(相对)年龄X,A,I,B2,B1,II,B3,C,III,存活曲线,与生命表相比,存活曲线更直观地看出种群的数量动态。为了比较种群数量变化率,纵坐标常采用对数形式;为了比较不同寿命种群动态,横坐标常采用相对年龄(如寿命的百分数, X/XL100%。XL为寿命)。,存活曲线类型,不同生物种群的存活曲线不同(X:相对年龄;Y:存活数的对
14、数),可以分为三种类型: A(I)型:凸型存活曲线,种群接近生理寿命之前,死亡率一直很低,直到生命末期死亡率才迅速上升。如人类和大型兽类。 B(II)型:对角线型存活曲线,种群下降速率(死亡率)各时期相等。如许多鸟类。 C(III)型:凹型存活曲线,早期死亡率高,以后死亡率很低并稳定。如牡蛎等甲壳类,固定下来后死亡率很低;鱼类、两栖类、海产无脊椎动物、寄生虫等都属这一类。,内禀增长率,(二)种群的内禀增长率(instrinsic growth rate) 1. 概念: 出生率、死亡率、迁入率、迁出率直接决定种群动态,年龄结构、性比等特征影响种群动态,但是,任何单一特征都不能说明种群整体数量的变
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