第三章种群及其动态I.ppt
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1、第三章I 种群及其基本特征,王娓(北京大学城环学院生态系) ,藏羚羊,肉苁蓉,锁阳,种群的概念 集合种群及物种保护 种群的空间分布 种群的年龄结构和生命表 种群的数量动态 种群的波动 种群数量的调节,种群是某一特定地区内同一物种个体的集合 在自然条件下,栖息地是以不同栖息地斑块的镶嵌体存在的, 每一种群都生活在适宜栖息地的很多斑块内。 很多种群被分割为许多小的亚种群.不利栖息地区域有可能成为个体移动的重要障碍,取决于亚种群之间的距离、间隔环境的性质和物种的活动能力.,1. 种群的概念,与涡鸢不同的是,壁虎被农地分隔开的适宜栖息地斑块彼此相距1-20 km, 它们无法穿越这个距离, 只能以互无联
2、系的亚种群形式存在.,在种群的地理分布范围内,个体数量并不是在所有区域都相等.个体只能生活在适宜的栖息地中. 一个种群的地理分布范围应当包括种群成员在整个生命周期内曾经占有过的所有地区.,2. 集合种群与物种保护,2.1 生境破碎化与边缘效应,例如, 亚马孙河流域,皆伐形成100 m森林边缘,树木因失去周围植被的保护而更加暴露,植被干旱并易受强风破坏.,种一面积曲线: Arrhenius (1921) 模型: S = b z k Gleason (1925) 模型: S = c lg z + a Kylin (1926) 模型: S = Q (1 e -mz) Fisher (1943) 模型
3、: S = ln 1+ ( q n / ) S为面积, z为样方的种数, A, b, c, k和m为常数; n为每个样方的平均个体数, q为样方数, Q为群落的总种数, 为Fisher的种多样性指数。,2.2 种一面积曲线,种面积曲线以及z 值的狭窄范围: (1)个体数目和面积近似直线的关系 (2) 个体总数和物种数目之间的关系非常接近对数正态分布或者 说物种的多度分布是一对数正态分布曲线,The species richness of a dominant group of ectomycorrhizal fungi, on tree islands of constant age and
4、host composition that range in size from 10 000 m2 were examined,2.3 岛屿生物地理学理论,面积效应:生物多样性随岛屿面积增加而增加的这种现象.假定距离陆地相等的岛屿,从陆地迁入岛屿的物种的速率一样.小岛屿上物种灭绝率比大岛屿快.,距离效应:岛屿离陆地和其它岛屿越远其上的物种数目就越少,局域小种群的灭绝是非常普遍的现象:“今天被占据的地点明天可能就是空白的, 然后1 周或1 年后可能又被重新占据”。,两个人: Sewall Wrigh t 和Richard Levins 生物进化在一个有空间结构的种群内会进展得更快, 尤其是当种
5、群内存在着局域灭绝和再侵占时。 一本书: Andrewartha 和Birch 1954 年 “The Distribut ion and Abundance of Animals”动物的分布与多度。,Levins 上个世纪60 年代末、70 年代 MacArthur 和Wilson (1967) 出版了岛屿生物地理学理论专著, 和Levins 集合种群模型一样围绕着(局域) 种群灭绝和侵占过程而建立的,2.4,自然界的斑块导致产生了3种种群模型,集合种群模型,源-汇模型,景观模型,3 种群的空间分布,4. 种群的年龄结构及生命表,4.1 年龄结构及性比 年龄结构-不同年龄组的个体在种群内的比
6、例和配置情况。 性比-种群中雄性个体和雌性个体数目的比例。性比对种群的配偶关系及繁殖潜力有很大影响。 种群年龄结构和性比对分析种群动态和预测预报十分重要。,4.2 生命表与存活曲线,4.2.1 生命表:根据各年龄组的存活或死亡数据编制,用于估算不同年龄组的生命期望 静态生命表:根据某一特定时刻对种群年龄分布频率的取样分析。无法分析死亡原因,不能对密度制约过程和调节过程进行定量分析 动态生命表: 从同龄群开始,跟踪观察死亡过程 综合生命表:包括了存活率和出生率,将两者相乘,累加即得净生殖率,生命表,动态生命表,综合生命表,4.2.2 存活曲线,存活曲线- 表达同生群(cohort)的存活过程。
7、Deevey(1947)将存活曲线分为三个类型: I型:曲线凸型,在接近生理寿命前只有少数个体死亡 II型:曲线呈对角线,各年龄死亡率相等 III型:曲线凹形,幼年期死亡率很高,地球正在成为一个很拥挤的星球,很多人相信世界人口很久以前已经超过地球的承受能力,我们正在迅速耗尽地球资源. 世界人口会在什么时候和在什么水平上停止增长呢?美国广为接受的一种估计是世界人口将会在达到大约90亿时停止增长.,5.种群的数量动态,5.1 与密度无关的种群增长模型,种群不受资源限制,种群数量以指数方式增加,不受自身密度变化的影响 达尔文在物种起源描述: 每种生物都以极高的增长率在增长,如果没有灾难和死亡,地球很
8、快就会被一对生物繁衍的后代所覆盖 所有的动物中,大象是繁殖最慢的。假设它30岁开始生殖,90岁停止生殖,在此期间生6头幼象,寿命为100年.照此下去, 740到750年之间,由一对大象传下的后代将达1900万头.,5.1.1离散种群几何级数增长模型,离散增长-种群各个世代不相重叠,如许多一年生植物和昆虫,其种群增长是不连续的,一般用差分方程描述,模型: Nt N0t N0种群初始数量; Ntt年后种群的数量; 周限增长率, 种群每年增长倍数 假设: 食物、空间充裕 气候适宜 没有敌害 没有年龄结构,“J”型增长实例: 环颈雉,“J”型增长实例: 澳大利亚兔灾,1859年,有一个农民从英格兰带来
9、了24只野兔。他的这一举动引起一次农业灾害。 野兔的繁殖非常快,一只雌兔一年以产25只兔仔。 它们吃庄稼,毁坏新播下的种子,啃嫩树皮和芽,并且打地洞损坏田地和河堤。篱笆也不能阻止它们侵和农民的田地。,“J”型增长实例:凤眼莲,也称水葫芦。是目前世界上危害最严重的多年生恶性水生杂草之一。 原产南美,1901年作为一种花卉引入我国,5060年代作为猪饲料推广种植,并发展为水质净化种类 广泛分布于华南、华中、华北和东北地区。90年代中期,在我国南方的一些河道和湖泊,凤眼莲覆盖面积达100%。在云南省昆明市滇池内,1994年凤眼莲的覆盖面积约达10 km2。,“J”型增长实例:薇甘菊,广东珠江伶仃岛,
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