研究生院――种群动态与调节

种群动态与调节第一节：种群数量波动第二节：种群数量变动的原因第三节：种群数量变动的研究第四节：种群数量的调节第一节：种群的数量变动种群数量的波动——种群平衡（稳定）——周期性波动——不规则性波动种群平衡（稳定）种群数量比较长期的保持稳定状态常见于以下一些情况：—长期生活在封闭环境中捕食者和被捕食者种群达成的一种稳定状态；如寄生蜂和家蝇的宿主-寄生者系统—环境中能够提供的资源容纳量达到饱和状态时的种群如美国红松鸡繁殖地的繁殖种群数量种群平衡（稳定）非洲草原的捕食者种群（包括所有的捕食者）；附着在大陆架海岸带礁石上的贝类种群；成熟森林中的幼年个体在阳光下才能成活的树种；……，……种群的周期性波动季节性波动季节补充：见于具有季节性繁殖习性的物种，在繁殖期之后种群数量达到一年中的最高数值；季节性死亡：在环境最严酷的季节中死亡率达到最高，种群数量降低到一年中最低的数值；浮游生物种群的年度变化种群的周期性波动在哺乳动物中的周期性波动—其中最著名的是北美的雪兔和猞猁种群数量的10年左右的周期性波动；—在一些大型的猛禽类和松鸡类中也存在这种周期性的波动；—在一些小哺乳动物中存在4—5年的周期性波动。雪兔和猞猁种群的波动冰岛的灰隼种群的周期性波动芬兰物种鼠类的种群数量的周期性的波动种群的周期性波动种群数量不规则性波动种群数量的变动没有任何周期规律—鱼类种群的数量波动捕捞量的数据证明数量呈不规则波动—鸟类每年繁殖种群的数量变动呈不规则波动—一些小型兽类的种群数量会突然发生爆发，这种爆发也没有任何周期规律，如小家鼠、布氏田鼠、旅鼠种群。第二节：种群数量变动原因生物因素非生物因素二者的交互作用生物因素导致的数量变动食物因素丰盛度、时间段种间因素竞争、捕食、寄生种内因素自我调节一、食物因素丰盛度动物依靠从外界获得能量来完成生命过程，没有食物来源、或者食物资源量不足都会造成种群数量的波动。实例：—非洲大草原中的有蹄类动物种群数量的年变动与干湿季—捕食动物的数量变动和被捕食动物的数量变动—动物繁殖季节的食物丰盛度对新生个体的影响—生态系统中的初级生产力对食物链上其它等级的物种食物因素食物丰盛度的持续性—这一点对那些生命周期比较短的动物种类非常重要。如昆虫对植物的叶、花、果的需求—对食性特化的种类也非常重要，包括在生命过程中某个发育阶段的食性特化的种类二、种间因素竞争定义：两个物种利用同一种短缺的资源；两个物种利用同一种非短缺的资源、但会互相妨碍资源的竞争，包括食物、隐蔽场所、繁殖场（发育场所）及附着物；植物的分泌物对其它物种的抑制作用（落地的针叶）资源竞争实例美国明尼苏达州狼-白尾鹿捕食关系捕食的空间差别导致白尾鹿对狼群（Pack)间的栖息地空间的竞争；种间因素捕食与寄生二者都是给被捕食者、寄主造成伤害。二者之间的差别：捕食直接消灭个体，寄生通常不造成个体死亡，危害寄主的身体健康，增加了寄主被捕食的风险。捕食实例自然状态下的捕食率很高。在美国阿拉斯对64只佩戴无线电项圈的狼进行的研究发现，狼的密度为11-20只/1000km2,其主要食物驼鹿的密度0.8/km2,冬季的捕食率是每一群狼每4.7天捕食1只鹿，狼对食物需求量是0.12kg/只/天。捕食下鹿的平均寿命是10.9年，幼鹿占种群的20%，幼鹿的捕食死亡率超过50%，成年个体的捕食率是35%，捕食性比12公鹿:100雌鹿捕食实例1水貂对麝鼠的捕食研究（1933-1939）麝鼠水貂时期亲鼠数量新生个体数种群密度种群密度捕食率1933年7-8月80640低中等2%1934年6-7月1801140高中等5%1935年5-6月2601450非常高高52%1936年5-6月80330低中等31%1937年5-8月86544低中等01938年6月64515低低7%1939年6-7月2001079高低11%捕食率：含有麝鼠毛发的粪便团/发现麝鼠粪便总数捕食实例2EffectonCariboupopulationofexperimentremovalsofLynxLynxnotremovedLynxremovedAdultdoes%Adultdoes%Calfsurvival,June196589499885PercentcalvesinpopulationinOct.2992.79216.3Yearlingsper100does,June19661904.710927.52yeardoesper100adultdoes,June19661722.916710.2捕食实例3SummaryofstudiesoffirstyearmortalityofUngulatesPreyspeciesTimeintervalYearsofstudied%oflossbypredationPredatorCaribou60days120-30WolfMuledeer45days355coyoteMuledeer30days470coyoteElk40days364Blackbear&MountainlionWhitetaildeer60days253coyoteCaribou6months1069LynxMoose12month-73wolf三、种内因素资源（空间）竞争雄性个体对雌性资源的竞争-争斗和杀婴空间雉类雄性个体在繁殖季节对繁殖场的竞争捕食时羊群中个体对群中位置的竞争节制生育迁移非生物因素导致的数量变动生物种群数量的不规则变动往往同非密度制约因素有关。非密度制约因素对种群数量的作用一般是很猛烈的，灾难性的。例如，我国历史上屡有记载的蝗灾是由东亚飞蝗引起的。引起蝗虫大发生的一个重要因素是干旱。东亚飞蝗在禾本科植物的荒草地中产卵，如果雨水多，虫卵或因水淹或因霉菌感染而大量死亡，就不能成灾，只有气候干旱时蝗虫才能大发生。非生物因素导致的数量变动非密度制约因素虽然没有反馈作用，但它们的作用可以为密度制约因素所调节，即可以通过密度制约因素的反馈调节机制来调节。当非生物因素发生巨大变化（如大旱、大寒等）或因人的活动（如使用杀虫剂）而使种群死亡率增加，种群数量大幅度下降时，密度制约因素，如食物因素就不再起控制作用，因而出生率就得以上升，种群数量很快就可以恢复到原来的水平。非生物因素导致数量变动的实例生活在潮间带岩石上的牡蛎Frank对固着在潮间带岩石上的牡蛎的种群数量进行了连续3年的研究，发现在多数情况下，牡蛎的数量受到岩石的数量、食物丰盛度等与密度制约有关的因素影响。但是在严冬时，岩石表面被冻裂石，牡蛎的就会被海水冲走。这时的种群数量变动就和生物因素无关。非生物因素导致数量变动非生物因素中气候的影响最为重要直接作用-极端气候造成的动物大量死亡间接作用-极端气候改变了资源的数量和可利用性--如鸟类的巢穴的可利用性和雏鸟的死亡率直接的关系（洪水、低温）--海南坡鹿的3次生态危机--地震导致动物个体死亡、栖息地丧失--气候变化导致海水升温（北极熊）、林线上移，高山草甸丧失