第三章 种群及其基本特征(二)

第三章种群及其基本特征,第一节种群的概念第二节种群的动态第三节种群的空间格局第四节种群调节,思考题,第二节种群的动态,种群动态是种群生态学的核心问题种群的密度和分布种群统计学种群的增长模型自然种群的数量变动,种群的增长模型,与密度无关的种群增长模型种群在“无限”环境下，假定环境中空间、食物等资源是无限的，增长率不随种群本身的密度而变化，此类增长常呈几何或指数增长。与密度有关的种群增长模型空间、食物等资源有限的环境下，自然种群不可能长期按指数增长。,与密度无关的种群增长模型,种群离散增长模型（世代不重叠）如一年生植物，一年生死一次的昆虫；种群连续增长模型（世代重叠）如人和多数兽类。,与密度无关的种群离散增长模型（世代不重叠）,模型前提条件：增长率不随密度变化；无限环境；世代不相重叠；种群没有迁入和迁出。数学模型：Nt+1=NtNtN0tlgNt=lgN0+tlgN种群大小t时间周限增长率：时间轴上两点间种群数量的比率，又称几何增长率，可以1年、1个月等表示。1，种群增长；=1，种群稳定；00，种群增长；r=0，种群稳定；rK,r1，成群分布(资源分布不均匀；种子植物以母株为扩散中心；动物的社会行为使其结群)。,标准样地示意图,a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,样方号,小尺度上的种群的分布格局示意图-1,A随机分布B均匀分布C聚集分布,S2m=1,S2m=0,S2m1,小尺度上的种群的分布格局示意图2,木馏灌丛creosotebush(北美洲MojaveDesert),分布格局？,小尺度上的种群分布格局示意图-3,灌丛随个体大小的增加分布格局的变化A聚集分布B随机分布C均匀分布,A,C,木馏灌丛根的分布格局,A,B,C,MacMahon(1981),灌丛的分布随个体大小增加的假想变化,MacMahon,1981,木馏灌丛根系分布（实际Vs假想根系分布）,Brisson,1994,大尺度上的种群分布格局(美洲鸦和鱼鸦种群的冬季分布),美洲鸦的分布格局,鱼鸦的分布格局,第四节种群调节,气候学派种群数量受天气的强烈影响生物学派捕食、寄生、竞争、食物等生物因素对种群起调节作用自动调节学说种内成员的异质性行为调节学说社群的等级和领域性内分泌调节学说激素分泌的反馈调节机制遗传调节学说遗传多态,外源性调节,内源性调节,气候学派,种群参数受天气条件强烈影响，气候影响生物的发育和存活；种群的数量大发生与天气条件的变化明显相关；强调种群数量的变动，否认稳定性；代表人物：以色列学者F.S.Bidenheimer，认为昆虫的早期死亡率有8590%由于天气条件不良引起的。,生物学派,种间因素：捕食、竞争、寄生等生物过程平衡学说（NicholsonAJ）：种群是一个自我管理系统，为了维持平衡，当动物种群的密度很高时，调节因素的作用必须更强，当密度低时，调节因素的作用就减弱。Smith的种群调节观点：种群的特征是既有稳定性，也有连续变化。密度虽不断变化，却是围绕着一个“特征密度”而变化。非密度制约因素不可能决定种群的平衡密度，只有密度制约因素才能决定种群的平衡密度。食物因素Lack的种群调节观点：影响鸟类密度制约性死亡的原因有三个：食物短缺、捕食和疾病，食物是决定性的。对于大多数脊椎动物种群而言，食物短缺是最重要的限制因子。,自动调节学说行为调节学说,温爱德华（Wyune-Edwards）学说社群等级和领域性等社群行为可能是传递有关种群数量的信息，尤其是关于资源与种群数量关系的信息。通过这种社群行为限制在生境中的动物数量，使食物供应和繁殖场所在种群内得到合理分配，把剩余的个体从适宜生境排挤出去，使种群的密度不至于上升太高。种内划分社群等级和领域，限制了种群不利因素的过度增长，并且这种“反馈作用”随种群密度本身的升降而改变其调节作用的强弱。,自动调节学说内分泌调节学说,克里斯琴（Christian）学说社群压力生长激素减少生长代谢障碍低血糖、休克/抗体减少对疾病及外界刺激抵抗力降低死亡率增加促肾上腺皮质激素增加皮质激素增多抗体减少对疾病及外界刺激抵抗力降低死亡率增加促肾上腺皮质激素增加生殖器官和血细胞障碍出生率下降促性激素减少性激素减少/生殖细胞成熟减少出生率下降,内分泌调节学说图示,自动调节学说遗传调节学说,奇蒂（Chitty）学说基因型A：适于高密度的种群，繁殖力低，高进攻性，有外迁倾向。基因型B：适于低密度的种群，繁殖力高，较低的进攻性，有留居倾向。种群数量增加选择有利于基因型A相互进攻，生殖减少，死亡增加，部分迁出种群数量降低选择有利于基因型B相互容忍，繁殖力高，留居种群数量增加。,遗传调节学说图示,种群调节学说的简单评述,气候学派大多仅以昆虫为研究对象，他们强调种群数量的变动，否定稳定性；生物学派主张捕食、寄生、竞争等生物过程对种群调节起决定作用，他们认为只有密度制约因子才能调节种群的密度，种群数量变动是物种本身具有的适应性与环境条件变化联合作用的结果，其研究对象主要是脊椎动物；行为调节认为动物社群行为和领域性是调节种群的机制；内分泌调节学说最初用来解释哺乳动物的周期性数量变动，后来这个理论扩展为一般性学说此学说有一个严重的缺陷，即高密度的后果往往不在当代出现，而是影响下一代，这用内分泌调节学说是难以解释的；遗传调节学说研究的对象仅限于哺乳动物。,种群调节学说的简单评述,自动调节学派优于外因学派，因为自动调节学派在解释种群调节机制时，同时考虑了内因和外因，尤其重视内因，即种群内个体间在行为、生理、遗传上的异质性。但自动调节学说也各有其弱点：内分泌调节学说可能仅适用于兽类，能否扩展到其它低等类群还不清楚；遗传调节学说适用于其它类群，但自该学说建立几十年来，还没有能证明遗传多样性随密度高低而作有规律变化的有力证据；另外,并非所有生物种群都具有社群等级之分。,第三章思考题-名词解释,1.种群2.单体生物与构件生物3.最大出生率与实际出生率4.年龄锥体（年龄金字塔）5.动态生命表6.静态生命表7.生态入侵8环境容纳量,第三章思考题问答题,1.种群的基本特征是什么？包括哪些基本参数？2.种群数数统计的常用方法有哪些？3.为什么说种群动态是种群生态学的核心问题？4.何谓年龄锥体？列出其基本类型。5.什么是生命表？有哪几种类型？6.对于一个生命表：通常包括哪些栏目？生命期望的含义是什么？怎样区分动态和静态生命表？它们在什么情况下适用？如何用综合生命表的数据计算净生殖率（R0）？写出计算公式。,第三章思考题问答题,7.什么是内禀增长率？研究种群的内禀增长率有何意义？8.简述种群增长的逻辑斯谛模型及其主要参数的生物学意义。(种群逻辑斯谛增长曲线的五个时期;简述种群世代重叠的有限增长模型以及各参数的生物学意义；写出种群增长的逻辑斯谛模型微分式和