生态学种群生态学23节课件

第二节种群增长第二节种群增长简单的模型几何增长指数增长逻辑斯谛增长★种群的数量自然调节1、简单的模型Nt+1

–Nt=B+I–D–EB:birth，B=bNtI:immigrantD:death,D=dNtE:emigrant2、几何级数增长λ＝Nt+1NtNt=λtN0(λ>1,增长;λ=1,不增减;λ<1,下降)适用:世代重叠,生活史短,无特定繁殖期在无限环境中的几何增长繁殖速率恒定3、指数增长可用微分方程表示:dN/dt=(b-d)NdN/dt:种群的瞬时数量变化

b、d:每个体的瞬时出生率、死亡率

b-d=r:瞬时增长率(内禀增长率:种群固有的内在增长能力)

dN/dt=rN→dN/N=rdt3、指数增长对上式积分可得:

Nt=N0ert

Nt:t

时刻的种群数量;

N0:种群起始个体数量;

e:自然对数的底对数增长：

lnNt

=lnN0

+rt3、指数增长4、逻辑斯谛增长适用条件：世代重叠,连续性生长;在有限环境中的增长;繁殖速率不恒定两个假设：有一个环境容纳量（K，Nt=K零增长）增长率随密度上升按比例变化4、逻辑斯谛增长dN/dt=N(r-cN)

N→K,dN/dt=0,r-cN=0,c=r/K

dN/dt=rN(1-N/K)=rN(K-N)/K

(k-N)/k:逻辑斯谛系数N>k,种群下降;N=k,种群不增不减;N<k种群上升4、逻辑斯谛增长曲线的五个时期：开始期（潜伏期）加速期转折期减速期饱和期dN/dt:瞬时增长量。N=K/2时，有最大增长量（optimalyield）4、逻辑斯谛增长4、逻辑斯谛增长意义1、它是许多相互作用的种群增长模型的基础2、是渔业、林业、农业等实践领域中，确定最大持续产量的主要模型3、模型中两个参数K和r

已经成为生物进化对策理论中的重要概念。最大持续产量（maximumsustainedyield）如果收获量能保持长期稳定又不会使种群的数量下降，那么这样一个收获量就被称为持续产量。与密度无关的单种群离散增长模型环境容量无限、没有迁入迁出、世代不重叠、不具年龄结构

Nt+1=λNt

Nt=N0λt

λ：周限增长率与密度无关的

单种群连续增长模型环境容量无限、没有迁入迁出、世代重叠、具年龄结构

dN/dt=rNNt=N0ert

r：瞬时增长率

r＝lnλ，λ=er

与密度有关的种群连续增长模型环境容量有限、没有迁入迁出、世代重叠、具年龄结构与密度有关的单种群连续增长模型Logistic增长dN/dt=rN·(1-N/K)=rN·[(K-N)/K]Nt=K/(1+eα-rt)

环境容量K相邻压力：N/K剩余空间：1-N/K二、种群数量的自然调节种群数量的波动非周期性波动：无规则种群数量的自然调节种群数量的波动周期性波动种群数量的自然调节种群数量的波动③季节波动④种群爆发

种群数量的自然调节1.种群数量的波动⑤生态入侵牵牛(Ipomoea

nil)马樱丹（Lantana

camara）大米草

(Spartina

anglica)薇甘菊(Mikania

micrantha)红瓜(Coccinia

cordifolia)猫爪藤(Macfadyena

unguis-cati)银胶菊(Parthenium

hysterophorus五爪金龙

(Ipomoea

cairica)西番莲

(Passiflora

coerulea)水花生(Alternanthera

philoxeroides)水葫芦(Eichhornia

crassipes)心叶落葵薯(Anredera

cordifolia)豚草福寿螺非洲大蜗牛美国白蛾松材线虫种群数量的自然调节种群数量的波动⑥种群的衰落和灭亡：背景灭绝率(backgroundextinctionrate):人类出现之前的灭绝速率.当代的物种绝灭率比之高1000至10000倍。种内关系☆集群种内竞争

第三节种群间的相互关系

思考一下集群有何生态意义第三节种群间的相互关系种群作为一个系统，个体关系更亲密两性关系亲子关系群体关系社会关系利他行为种群对综合环境适应能力的提高亲缘利他互惠利他纯粹利他

第三节种群间的相互关系

种间关系类型AB特点竞争

--彼此互相抑制捕食

-- A种杀死或吃掉B种食草中性 OO彼此互不影响共生 ++彼此有利，分开后不能生活合作 ++彼此有利，分开能独立生活附生 +OA种有益，B种无影响寄生和拟寄生 +- 对A有利，对B有害竞争

竞争:生活在同一地区的两个物种,由于利用相同的资源,导致每一个物种的数量下降,即两种群彼此发生有害影响.

竞争一般可分为干扰竞争和利用竞争.

干扰竞争:一种动物借助于行为排斥另一种动物使其得不到资源.如:红翅鸫和黄头鸫.

利用竞争:一个物种所利用的资源对第二个物种也非常重要,但两个物种并不发生直接接触.如:蚂蚁、啮齿动物都以植物种子为食.竞争一、种群竞争的理论模型竞争方程建立在逻辑斯谛方程的基础上.dN1/dt=r1N1(k1-N1-α12N2)/k1dN2/dt=r2N2(k2-N2-α21N1)/k2

k1、k2:两竞争物种的环境负荷

α12:物种2的竞争系数,2对1的竞争抑制作用;α21:物种1的竞争系数,1对2的竞争抑制作用.

当没有竞争情况下,α12或N2等于0,α21或N1等于0;即呈S曲线.竞争二、竞争排除两个种群开始竞争时,一个种群最终将另一个种群完全排除掉,并使整个系统趋向饱和.

结论:两个生态学上完全相同的物种不可能同时同地生活在一起（竞争排斥原理）;不同物种要实现在饱和环境和竞争群落中的共存,必须具有某些生态学的差异（生态位分化）.竞争三、实验条件下的种群竞争例子:

大草履虫和双小核草履虫

竞争排斥原理竞争四、在自然条件下的种群竞争

(1)对生活在同一地区的近缘物种生态学研究:

近缘物种在形态生理生态方面相似,因生活在同一地区,竞争激烈,迫使其在生态学上发生分化,表现在3方面:

第一:利用不同的生境或微生境第二:吃不同的食物第三:在不同的时间出来活动

竞争

(2)特征替代现象:同地分布的近缘种之间的差异往往比异地分布时所表现的差异大.因同地分布时,彼此由于竞争而发生分化,而异地分布时,由于无竞争而分化不明显.(3)对所谓“不完全”动植物区系及生态位相应变化如:海岛即属于这种区系在海岛上缺少大陆上许多物种,侵入海岛的物种扩展其生态位,利用一些新生境资源,因此其数量比大陆多,生境也更广,觅食技巧更多样.请试用一句话来简要概括一下竞争与生态位的关系捕食

一个物种的成员以另一物种成员为食,被捕食者常常被杀死.

狭义捕食:动物吃动物广义捕食则包括动物以植物为食的现象（植食）以及茅膏菜、捕蝇草、瓶子草、猪笼草和狸藻等少数植物捕捉昆虫将其消化以吸取含氮物质的情况。

捕食作为一个重要生态学现象的理由:a.限制种群的分布,抑制种群的数量.b.捕食同竞争一样,是影响群落结构的主要生态过程.c.捕食是一个主要的选择压力,生物的很多适应可用捕食者和猎物间的协同进化来说明.寄生寄生是指一个种（寄生物）寄居于另一个种（寄主）的体内或体表、靠寄主体液、组织或已消化物质获取营养而生存。1）微寄生物，在寄主体内或表面繁殖（病毒、细菌、真菌和原生动物）2）

大寄生物，在寄主体内或表面生长，但不繁殖。（昆虫）3）拟寄生物（重寄生物）：在昆虫寄主身上或体内产卵，通常导致寄主死亡。共生是指动植物互相利用对方的特性和自己的特性一同生活相依为命的现象。

共生关系包括：互利共生，偏利共生，

豆科植物提供根瘤菌营养物质，根瘤菌提供氮元素。对双方都有利，这就是互利共生。

仅一方有利称为偏利共生。附生植物,如兰花,生长在乔木的枝上,使自己更易获得阳光和根从潮湿的空气中吸收营养。藤壶附生在鲸鱼或