第三章种群及其基本特征

第三章种群及其基本特征1、Population一定空间空，同种个体的组合。【杂交、一定结构、遗传性】种群不是个体的简单叠加，通过种内关系组成的一个有机统一整体；具有自我调节能力，通过自我调节，使其生态系统维持自身稳定性。群体具有信息遗传、行为适应、数量反馈功能；种群不仅是自然界物种存在、物种进化、物种关系的基本单位，也是生物群落、生态系统的基本组成单位，是生物资源保护、利用和有害生命管理的具体对象；既可以作为抽象概念，也可以作为具体存在的客观实体在实际研究中应用。2、种群生物学种群的结构、形成、发展和运动变化过程规律的科学，主要组成部分是种群遗传学和种群生态学。种群生态学种群内各成员之间、它们与其他种群成员之间、以及它们与周围环境中的生物和非生物因素之间的相互关系。3、种群动态是种群生态学研究的核心种群数量时间空间变化规律种群调节机制有多少？数量和密度哪里多，哪里少？种群的分布怎样变化？数量变化、扩散迁移为什么这么变？研究方法野外观察、实验研究和数模研究意义1）确定合理利用渔业和野生动植物保护管理中的收获量；2）改进草场放牧制度、放牧强度、和林场砍伐制度；3）制定保护濒危生物、防止灭绝；4）提出农牧医药虫鼠草害和人畜共患疾病的生态防治措施；4、说明样方法：1）样方要有代表性；2）随机取样，且取样个体具有独立性（被选取与其他个体无牵连）3）样方个数越多结果越准确；4）样方面积视被调查植物类型而定。步骤：确定调查对象--确定样方面积--选取样方（随机选取）【五点取样法（非长方形）；等距取样法（长方形）】--计数--计算种群密度。2010：考了样地的选择？【群落章节还有相关知识】2009：何为样地，选取的主要原则？标志重补法：有两点假设1）标记个体在整个调查群体中均匀分布；2）调查期间种群稳定，没有迁入、迁出、出生、死亡。注意：1）标志要牢固，不易脱落；2）不要太明显，以防其被敌害捕食；3）标志本身无毒，不要对其本身有伤害。5、单体生物Unitaryorganism单体生物个体清楚，基本保持一致的体形，每个个体来源于一个受精卵。大多数动物属单体生物【哺乳类、昆虫等】构件生物Modularorganism由合子发育成一套构件，这些构件组成个体。一般高等植物是构件生物【水稻、浮萍、珊瑚、苔藓】两个层次：合子产生的个体数-相当于单体生物的个体数；组成每个个体的构件数研究植物种群动态，必须重视个体水平以下的构件组成“种群”的意义。【植物种群与动物种群的重要区别】6、种群统计学--群体特征初级种群参数出生率natality【繁殖能力决定】生理出生率：种群在理想条件下所能达到的最大出生数量—最大出生率；生态出生率：一定时期内，种群在特定条件下实际繁殖的个体数量、受生殖季节、一年生殖次数、一次产仔数量、妊娠长短和孵化期长短、以及环境条件、营养状况和种群密度等因素影响，为实际出生率；死亡率mortality生理死亡率：最适条件下所有个体都因衰老而死，最小死亡率。生态死亡率：一定条件下，种群实际的死亡率。迁入率迁出率次级种群参数性比Sexratio【繁殖潜力】第一性比：种群中雄性个体与雌性个体数目例第二性比：个体性成熟时的性比第三性比：充分成熟的个体性比同一年龄组中的雌雄个体数比；年龄锥体两侧的数量比例；不合理的性别比例，会造成出生率的下降，进而引起种群密度的下降。年龄分布Agedistribution【种群各年龄组的个体在种群内的比例和配置情况，通常用年龄锥体agepyramid表示。】Increasing增长型Stable稳定型Declining下降型体现种群存活、繁殖的历史，以及未来潜在的增长趋势，研究种群的历史，可以推测其未来趋势。【施肥有助于使幼枝成为优势】7、生命表【了解种群动态】Lifetable种群统计的核心内容之一。表示年龄组存活率的表。【年龄、年龄组、发育阶段】Dynamiclifecycle动态生命表【藤壶】同生群生命表--根据大约同一时间出生的一组个体从出生到死亡的记录编制的生命表。被调查个体经历了相同的环境条件，假定环境条件是不变的。容易算出内禀增长率；详实地反映生物体整个生活史的动态变化过程。可以查明和记录死亡原因，可以分析出种群发育的薄弱环节，找出造成种群数量下降的关键因素。世代不重叠的生物。Staticlifetable静态生命表特定时间生命表--根据某一特定时间对种群作一个年龄结构调查，并根据调查结构而编制的生命表。个体出生于不同年，经历了不同的环境条件。易看出种群的生存对策和生殖对策。适用于世代重叠的生物。Complexlifetable综合生命表包括了出生率的生命表。Mx---生育力表：各年龄段出生力，每雌产仔率；Kx-致死压力：lgIx-lgIx+1=lg(nx/nx+1);R0净生殖率：RO=∑IxmxLX:假设在0期，有1000个个体，1龄时，有450个体，假设从0-1龄的时期中死亡个体数都处于该龄的中点。TX:龄期x及其以上各年龄级的个体存活总年数。生命期望--某个龄期的个体，平均还能活多长时间的估值。【平均余年】8、存活曲线以生命表中的年龄或年龄组为横坐标，以相应于各年龄或年龄组的nx(存活数或其对数值）为纵坐标作图。9、增长率种群增长率内禀增长率（rm）r=lnR0/TT为世代时间(generationtime)，它是指种群中指代从母体出生到子代再产子的平均时间，用生命表资料可以估计T的近似值。r和T对于计划生育具有启示作用，控制人口，应减小R0值，增大T值。具有稳定年龄结构的种群，在食物不受限制、同种其他个体的密度维持在最适水平，在环境中没有天敌，并在某一特定的温度、湿度、光照和食物等的环境条件组配下，种群的最大瞬时增长率。可以敏感地反应出环境的细微变化，是特定种群对于环境质量反应的一个优良指标，rm最大的环境条件为最适环境。；是自然现象的抽象，它能作为一个模型，可以与自然界观察到的实际增长率进行比较。10、种群的增长模型与密度无关的增长【非密度制约性增长；densityindependentgrowth】种群在“无限”环境中，假定环境中空间、食物等资源是无限的，种群增长率不随种群本身密度而变化，这类增长通常呈指数式增长以内禀增长率增长N-个体数量；t-间隔或世代的长度r-瞬时每员增长率与密度有关的种群增长模型环境是有限的，个体数目不可能无限增长；K-环境容纳量【max】；每增加一个个体，环境阻力增加1/K【利用了1/K的环境空间--剩余空间=1-N/K】，增长率随密度的上升而降低，是按比例的。增长率随种群大小而变化的离散增长模型；增长率随种群大小而变化的连续增长模型—逻辑斯谛连续增长模型种群离散增长模型【各个世代不重叠，一年生植物，一年生殖一次的昆虫--差分方程】λ＞1，增长，0＜λ＜1，下降，λ=1，稳定，λ=0，下一代灭亡。随着资源的消耗，种群增长率变慢，并趋向停止，因此，自然种群常呈逻辑斯谛增长。体现在增长曲线上为“S”型。种群停止增长处的种群大小通常称“环境容纳量”或K，即环境能维持的特定种群的个体数量。种群增长可以用逻辑斯谛模型描述。减速期只是增长速度速度减少，数量还是UP种群连续增长模型【世代重叠--微分方程】指数增长，种群的增长曲线为“J”型，又称“J”型增长。r与K的生物学意义：r-潜在增值能力；K-环境容纳量--平衡密度。1）两个相互作用种群增长模型的基础；2）它是渔业、林业、农业等实践领域中确定最大持续产量maximumsustainableyield的主要模型；3）模型中的两个参数K和r已成为生物进化对策理论中的重要概念。11、自然种群的数量变动种群增长J型和S型均可能出现，常表现为两类增长型之间的过渡类型。条件好的时候J，条件不好S。季节消长【年内变动】一般具有生殖季节性的种类，种群的最高数量通常落在一年中最后一次繁殖之末。以后繁殖停止，种群因只有死亡而下降，直至下一年繁殖开始，这时是数量最低的时期。掌握气象数据是预报季节消长和预防害虫的关键。掌握藻类的季节消长，对水体富营养化的预防和防治关键。不规则变动马世峻--东亚飞蝗对东亚飞蝗生态学深入研究，我国飞蝗防治得到控制。周期性波动我国黑龙江伊春林林区的小型鼠类种群有3-4年周期。红松的结实周期---棕背鼠平---黄鼬【毛皮记录，3年周期】--革蜱以鼠为寄主--森林脑炎病毒【革蜱是其主要船舶媒介】鼠种群数量的动态研究是森林脑炎流行病的主要指标。种群的爆发具有不规则或周期性波动的生物都可能出现种群爆发。害虫和鼠害。赤潮是水中的一些浮游生物爆发性增殖引起水色异常的现象--主要在近海，也叫红潮。水中的氮、磷营养物质过多形成富营养化。1）藻类死体的分解，大量消耗水中的溶解氧，使鱼贝窒息。2）赤潮生物可能产生毒素，杀害鱼贝，甚至风会把毒素吹到地面，人呼吸、皮肤不适。种群平衡长期维持在一水平上。种群的平衡和变化是辨证的统一。种群的衰落和灭亡Decline---extinction人类过渡捕捞，更严重的是野生生物的栖息地的破坏，剥夺了他们的生存条件。种群的持续性生存需要达到最低种群密度。过低的数量因近亲繁殖是其生育力和生活力衰退。当种群长久处于不利条件下，其数量会出现持久性下降,即种群衰落，甚至灭亡。Reason：密度过低，难寻配偶使繁殖机遇降低，或近亲繁殖；气候变化；物种入侵；人类活动破坏栖息生境。生态入侵Ecologicalinvasion由于人类有意识或无意识地将某种生物带入适宜于其栖息和繁衍的地区，种群不断扩大，分布区逐步稳定地扩展，这个过程称生态入侵。12、种群的空间格局【静态研究比较适合于植物、定居或不大活动的动物。Spatialpattern（internaldistributionpattern）：组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局。Uniform均匀型种群内个体竞争的结果。森林植物为竞争阳光和土壤中的营养物质，沙漠中植物为竞争水分。分泌有毒物质在土壤中阻止同种植物籽苗生长是形成均匀分布的另一原因。Random随机型每个个体在各个点上出现概率一样，并且不影响其他个体的分布；因为环境资源的不均匀分布以及个体间存在吸引和排斥—少见；Clumped成群型【最常见】【可以进一步分为均匀群、随机群、成群群】1）环境资源分布不均匀；2）植物传播种子以母株为扩散中心；3）动物的社会行为。空间格局的检验：方差/平均数比率m＝(∑fx)/Ns2＝[∑fx2＋(∑fx)2/N]/(N-1)m为平均数，s2为方差，x为样方中的个体数，f为出现的频率，N为样方总数。S2／m=0，均匀分布；S2／m=1，随机分布；S2／m=显著1，成群分布。构件生物的构件包括地面枝条系统【光的摄取率】和地下根系统【决定水和营养物的获得】。植物重复出现的构件的空间排列--建筑学结构architecture决定植物个体与环境相互关系和个体间相互关系的多层次等级结构系统。寻找食物、发现配偶、逃避捕食，动物的行为和活动有重要意义。对于植物，执行上述功能的是--构件空间排列的建筑学结构。种群研究上，动物强调社会性行为；植物强调个体和构件的空间排列--植物与动物生态种群学发展中的重要区别。13、种群调节【假说来解释种群动态机制】【任何影响出生、死亡、迁入、迁出的因素，都影响着种群的数量动态】外源性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、竞争等生物因素对种群起调节作用食物学派食物对种群数量起调节作用内源性调节自动调节学说【种内成员的异质性】行为调节社会等级和领域性内分泌调节激素分泌的反馈调节机制遗传学说遗传多态气候学派以昆虫为研究对象，强调种群数量的变动，否定稳定性。生物因素捕食、寄生、竞争等生物过程对种群调节起决定作用。种群密度很高时，调节作用加强，密度低，调节因素减弱。只有密度制约因子才能调节种群的密度。种群的数量变动是物种本身所具有的适应性和环境条件联合作用的结果，研究对象主要是脊椎动物。食物因素也可归入生物学派。就大多数脊椎动物而言，食物短缺是最重要的限制因子。F.A.Pitelka营养恢复假说：nutrientrecover