种群与生物群落

关于种群与生物群落二、种群的基本特征1、种群的大小和密度任何一种生物在一定空间中个体数目的多少称为种群的大小；在单位面积或空间中的个体数目，则称密度。密度有绝对密度和相对密度两大类。绝对密度采用样方法等获得；相对密度分为直接数量密度指标（如捕捉法）和间接数量指标（如鸣叫声、粪堆数、遇见率、捕获率、标志捕获法等）。测定密度有助于了解种群的大小、动态，了解种群与环境资源和生态条件的关系等。第2页,共62页，2024年2月25日，星期天2、种群的年龄结构和性比（1）种群的年龄结构

●

种群的年龄结构是指不同年龄组的个体在种群内的比例和配置情况。

●

一般种群年龄结构愈复杂，其稳定性愈大，适应能力愈强，种群愈繁盛。中国人口老化过程三个阶段为：

a.1990～2000年，中国人口由成年型向老年型转变；

b.2000～2020年，典型的老年型；

c.2020～2050年，中国人口老化的严重阶段。

第3页,共62页，2024年2月25日，星期天●

性比是指一个种群中全部个体或某一龄级中雌雄个体的比例。中国人口的男女性别比偏高：a.1953年：104.88b.1964年：103.88c.1982年：107.15d.2000年：106.74（2）种群的性比结构●性比通常有单性（银杏、雪松）和两性之分。对于动物来说，还要考虑婚配制度。第4页,共62页，2024年2月25日，星期天3、种群的出生率和死亡率

●最大出生率：指种群处于理想条件下(无任何生态因子的限制，繁殖仅受生理因素所制约)的出生率。

●实际出生率：指在特定条件下的出生率。

●最低死亡率：指生物种群在最适环境下，活到了其生理寿命才死亡的概率。

●实际死亡率：指种群在特定环境下的死亡概率，即多数或部份个体死于捕食者、疾病、饥饿、恶劣气候和砍伐等。第5页,共62页，2024年2月25日，星期天4、种群分布

a.随机分布；

b.均匀分布；

c.成群分布（主要的）原因：①资源分布不均②植物的繁殖，以母株为扩展中心③动物的社会行为使其结合成群

第6页,共62页，2024年2月25日，星期天种群个体的空间分布格局1、成群分布；2、均匀分布；3、随机分布第7页,共62页，2024年2月25日，星期天成群分布第8页,共62页，2024年2月25日，星期天均匀分布第9页,共62页，2024年2月25日，星期天第10页,共62页，2024年2月25日，星期天1、种群在无限环境中的指数增长

（前提：增长是无界的；没有迁出和迁入；不具年龄结构）

●世代不相重迭种群的离散增长模型

（许多一年生植物和一年生殖一次的昆虫）

Nt

=N0λt

λ为种群周限增长率●世代重迭种群的连续增长模型

（如大多数哺乳动物）

Nt

=N0ertr为种群的瞬时增长率第11页,共62页，2024年2月25日，星期天2

种群在有限环境中的逻辑斯蒂增长

（1）概念

指种群数量在实际有限环境中，受到生物因素和环境阻力影响状态下的增长形式。这是自然界中种群的普遍增长形式。

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

式中(K-N)/K代表环境阻力

（2）意义：

它是许多相互作用种群增长模型的基础。

是渔捞、林业、农业等实践领域中确定最大持续产量的主要模型。

模型中r,K两个参数已成为生物进化对策理论中的重要概念。第12页,共62页，2024年2月25日，星期天种群增类型第13页,共62页，2024年2月25日，星期天四、种群的动态与调节

1、种群动态

●种群动态就是研究种群数量在时空上的变动规律。简单地讲，就是种群的大小和密度、分布类型、种群变动的过程、时间及其变动的机制。

●

种群动态是种群生态学的核心问题，也是更好地进行生物资源开发、利用和保护的一个重要理论依据。

第14页,共62页，2024年2月25日，星期天（1）种群动态的表现形式

●种群增长

●种群动态平衡

在环境相对稳定的状态下，振幅比较小且较长期稳定在同一水平的一种平衡。

●周期性波动

指种群波动振幅较大但又有规律的波动

●不规则波动（极端例子：种群暴发）

（通常是由于非生物因素尤其是气候因素差异如旱涝、极端温度而造成的）

●

种群的衰落与灭亡

●生态入侵第15页,共62页，2024年2月25日，星期天种群波动形式第16页,共62页，2024年2月25日，星期天

种群变化的周期性波动第17页,共62页，2024年2月25日，星期天●种群衰亡的原因有：

①种群密度过低，雌雄个体难以相遇，从而降低其繁殖力；

②种群内个体数量太少，容易产生近亲繁殖，使后代体质减弱、死亡率增加等；

③物种的绝灭也可能与不适应环境变化相关；

④也有可能是由于新物种的入侵，使原有物种在种间竞争中被淘汰；

⑤人类对自然种群之生态环境的严重破坏，导致生境恶化，加速种群绝灭等。

第18页,共62页，2024年2月25日，星期天

●生态入侵

指某些生物种类因偶然的机会进入某一适宜其生存和繁殖的地区，使得其种群数量不断增加，分布区逐步稳定扩展的过程。如欧洲穴兔、松线虫、豚草。第19页,共62页，2024年2月25日，星期天2、种群调节

●

种群是通过环境阻力的负反馈机制促进种群潜在增长力发展的正反馈受到限制而实现自我调节，使种群数量维持在某种平衡状态。

●

物种的这种自我调节机制主要是通过密度制约过程而实现的。

●

种群除了种内密度调节外，还存在种间的密度调节和

非密度调节（非生物因子如气候因子对种群大小的调节）。第20页,共62页，2024年2月25日，星期天

种群的自我调节（密度调节）第21页,共62页，2024年2月25日，星期天五、种间关系

互利的：即两个种的个体相互帮助，相互依赖而生存对抗的：即一种个体直接杀死另一种个体。在这两个极端类型间还存在着多种过渡类型不相关的第22页,共62页，2024年2月25日，星期天（1）互利共生：指两种或两种以上的物种或种群长期紧密地共同生活在一起，存在生理上的联系并彼此受益，但不能单独生存的共生现象。（2）偏利共生（附生）：是指一种生物附着在另一种生物的体表生活，彼此间不存在生理联系，只对一方有利，而对另一方无害的现象。（3）原始协作：两种或两种以上的物种或种群生活在一起，彼此有利，同时它们又可彼此独立生存的现象，如狼与狈的协作关系。第23页,共62页，2024年2月25日，星期天（4）竞争：是指对于食物、生存空间和其它条件具有相似要求的不同种或同种的不同个体，为了生存彼此抑制对方的现象（5）捕食：捕食是指捕食生物袭击、损伤或杀死被捕食生物，并以其为食的现象。（6）寄生：寄生就是一种生物生活在另一种生物的体表或体内，并从中吸取营养物质而生活的种间关系。（7）腐生：一种生物以另一种生物的腐烂物为食的现象。

（8）偏害：指对单方不利的种间相关关系。如异种抑制作用和抗生作用。第24页,共62页，2024年2月25日，星期天六、种群生态适应对策

种群生态适应对策是指一个物种或种群在进化过程中形成各种特有的生活史从而获得生存和发展的对策，又称生活史对策。r―对策者是以提高增殖能力和扩散能力取得生存。k―对策者则以提高竞争能力获得优胜。第25页,共62页，2024年2月25日，星期天种群的生态适应对策第26页,共62页，2024年2月25日，星期天第二节

生物群落一、

生物群落的概念

生物群落是指在一定的空间范围内，各种生物种群相互联系、相互影响的有规律的一种结构单元。生物群落因其组成成分中生物类别的不同又分为植物群落、动物群落和微生物群落。在生物群落中，植物群落是动物的食物资源库、隐蔽所和繁衍生息的地方。所以，地球上几乎没有毫无动物栖居的植物群落，也没有不与植物群落发生关系的动物群落。生物群落中又以植物群落在其结构和功能中所起作用最大，尤其是陆地植物群落它的群落外貌最突出，常常决定了生物群落的外貌特征。第27页,共62页，2024年2月25日，星期天二、生物群落种类组成1、影响群落种类组成的因素：环境条件（优越）群落发育的时间（长）群落内部物理环境（复杂）群落交错区（边缘效应）2、物种多样性：物种数目多少（丰富度），物种个体数目的多少（均匀度）。香农—威纳指数H=-ΣPilnPi，H：物种多样性指数，S：物种数目，Pi：第i种的个体在全部个体中比例。应用：a.从热带到两极b.在低纬高山区c.海洋或淡水中。第28页,共62页，2024年2月25日，星期天（1）群落交错区不同区域的交界区域，即群落的过渡地带。（2）边缘效应由于群落交错区的环境条件复杂，使得单位面积内的生物种类和种群密度较之于相邻群落有所增加的现象。如美国Illinois州森林内部的鸟仅发现14种，但在林缘地带达22种。边缘效应已被用于生产过程中。返回第29页,共62页，2024年2月25日，星期天香农-维纳指数计算公式变形其中:N是物种种类数，n是指某一物种个体数占总物种数的比例值1、一个群落有2个种，一个种有9个个体，另一个有1个个体。2、一个群落有2个种，一个种有5个个体，另一个有5个个体分别计算这两个群落的物种多样性？H1=0.4697H2=1第30页,共62页，2024年2月25日，星期天②物种的组成

第31页,共62页，2024年2月25日，星期天●物种的丰富性通常与其生存环境的多样性存在密切的正相关关系。

●物种的丰富性与环境的优越性也存在正相关关系。

●通常山地的生物种类比平原的多，湿润区的比干旱区的多，林地的比草地的多。

●物种的丰富性还与生物群落间的相互联系有很大关系。如陆生生物群落中植物种类的多样性和结构的复杂性能直接影响动物种类和数量。

第32页,共62页，2024年2月25日，星期天生态位（Niche）群落中每一个生物中所占据的小生境（住所，空间）和它的功能（作用）结合起来。优势种（Ｄｏｍｉｎａｎｔｓｐｅｃｉｅｓ）个体数量多生物量大职业覆盖地面的程度也大，生活能力强和对生境具有明显影响的生物种群。建群种（Ｃｏｎｓｔｒｕｃｉｖｅｓｐｅｃｉｅｓ）优势种中的最优势者，即覆盖面积大占有最大空间，在建造群落和改造环境方面作用最突出的生物种。伴生种（Companionspecies）群落中的其他次要的种类

第33页,共62页，2024年2月25日，星期天三、群落结构外貌是认识和区分群落类型的重要特征之一。

植物群落的外貌主要决定与群落种优势种的生活型。生活型（Lifeform）

植物长期受一定环境综合影响所表现出来的生长形态。1、含义

构成群落的生物种群在群落空间上按一定规律组合排列的现象。第34页,共62页，2024年2月25日，星期天2、群落结构的类型(1).群落的垂直结构——呈层现象生活型不同，对环境有不同需求的植被分别出现于地面以上不同高度和其根系分布于地面以下不同深度，从而使整个群落在垂直空间有了上下不同层次的分化。第35页,共62页，2024年2月25日，星期天群落垂直结构第36页,共62页，2024年2月25日，星期天群落垂直结构第37页,共62页，2024年2月25日，星期天第38页,共62页，2024年2月25日，星期天(２)．群落的水平结构

——镶嵌性（Ｍｏｓａｉｃ）形成原因：小地形的起伏变化土壤湿度或盐渍化程度的差异光照状况的不同植物依靠根蘖或根茎繁殖动物活动第39页,共62页，2024年2月25日，星期天第40页,共62页，2024年2月25日，星期天群落的镶嵌性第41页,共62页，2024年2月25日，星期天(3)．群落的生态结构——层片

前苏联著名植物群落学家B.H.苏卡乔夫：

“层片具有一定的种类组成，这些种类具有一定的生态生物学一致性，而且特别重要的是它具有一定的小环境，这些小环境构成植物群落环境的一部分。”

第42页,共62页，2024年2月25日，星期天区分层与层片注意第43页,共62页，2024年2月25日，星期天四、群落环境群落在形成过程中，随着各种生物的逐

渐定居，通过植物枝叶的遮荫和挡风，

根系不断地分泌有机化合物，枯枝落叶

层覆盖地面和较弱地表径流，微生物对有机质的分解

以及动物的活动等，不断、地改造原来的物理环境，是群落内部形成了显著不同于其周围裸地的环境，即群落环境。第44页,共62页，2024年2月25日，星期天第45页,共62页，2024年2月25日，星期天五、

生物群落的动态1、植物群落的季节变化季相:

在不同的季节植物发芽、展叶、开花、结果、落叶、休眠等。群落的生产力生物量植物体内的营养成分和群落环境发生周期性变化。群落的季节变化是指生物受环境条件（特别是气候）周期性变化的制约，并与生物种的生活周期相协调的结果。它是群落内部本身的变化，并不影响整个群落的性质。因此又被称为群落内部的变化。除了季相变化外，群落的季节性变化还包括在生产力、生物的营养成分和群落内部的环境等的周期性变化第46页,共62页，2024年2月25日，星期天植物的季相第47页,共62页，2024年2月25日，星期天第48页,共62页，2024年2月25日，星期天第49页,共62页，2024年2月25日，星期天2、生物群落的演替(1)概念在一定地段上一种群落被另一种群落所代替的过程叫做演替.

（2）演替动力

●群落外部环境条件的改变（如气候、地貌、土壤等）

●植物繁殖体的迁移散布

●动物的活动

●群落本身活动对内部环境的改变

●种间种内关系●人类活动第50页,共62页，2024年2月25日，星期天（3）演替类型（按演替基质状况分）

①

原生演替

●

原生演替是指发生于以前没有植被覆盖过的原生裸地上的群落演替。

●

原生演替可分为发生于干燥地面的旱生演替系列和发生于水域里的水生演替系列。

●

典型旱生演替系列序列为：裸岩

→

地衣群落

→

苔藓群落

→

草本群落

→

灌木群落

→

乔木群落；相应的动物群落演替序列为：

螨类出现

→

螨类等无脊椎动物繁盛

→

土表动物、昆虫、蜘蛛等繁盛

→

蜗牛、啮齿类等小型哺乳动物的入侵到繁盛

→

昆虫减少和鸟类、中小型哺乳类增多

→

动物种类最多，大型动物开始定居繁殖。第51页,共62页，2024年2月25日，星期天

●水生原生演替系列

开敞水体

→自由漂浮植物阶段

→沉水植物阶段

→

浮叶与挺水植物群落阶段

→

湿生草本植物阶段

→

陆地中生或旱生植物群落阶段。

动物同样逐渐由水生动物最终演替为陆生动物。第52页,共62页，2024年2月25日，星期天水生演替系列第53页,共62页，2024年2月25日，星期天第54页,共62页，2024年2月25日，星期天第55页,共62页，2024年2月25日，星期天第56页,共