98种群生态学

生态学——种群生态学唐璐璐生物科学与技术学院[e-mail]种群生态学•种群及其基本特征•生物种及其变异与进化•生活史对策•种内与种间关系4.1种群（population）•在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合。•种群的组成：单体生物构件生物自然种群的基本特征•空间特征：有一定的分布区域•数量特征：每单位面积（或空间）上的个体数量（即密度）是变动的•遗传特征：有一定的基因组成，但处于变动之中种群生态学的研究内容种群的数量、分布以及种群与其栖息环境中的非生物因素和其他生物种群之间的相互作用。4.2种群动态•研究种群数量在时间上和空间上的变动规律：数量和密度分布数量变动和扩散迁移种群调节4.2.1种群的密度和分布4.2.1.1种群的大小和密度种群的大小：一定区域种群个体的数量，也可以是生物量和能量。种群的密度：单位面积、单位体积或单位生境中个体的数目。4.2.1.2种群的数量统计•划分研究种群的边界•样方法•对不断移动位置的动物，可应用标记重捕法草原样方法4.2.1.3种群的空间结构•内分布型：组成种群个体在其生活空间中的位置状态或布局。•类型：随机的（random）均匀的（uniform）成群的（clumped）均匀分布（规则分布）：种群内的个体之间保持一定的均匀距离。在自然情况下，最为罕见。人工栽培时常见。随机分布种群内的每个个体的出现都有同等机会，或者说，个体分布和机率相符合。在自然界中不很常见，只有在主导因子呈随机分布时，才可能出现。成群分布种群内个体分布不均，形成了许多密集的团块。在自然情况下最为常见。原因是：（1）生境不均匀；（2）种群的繁殖特性和种子的传布方式；（3）动物的社会行为内分布型的检验指标方差/平均数，即S2/m将分布区分成许多小块，进行样方取样和统计分析。＝0，均匀分布＝1，随机分布＞1，成群分布Theeffectofquadratesizeontheanalysisofdispersion(a)实际分布(b)大块的样方，结果呈现是clumped(c)小块的样方，结果呈现的是random4.2.2种群统计学•种群密度•初级种群参数：出生率、死亡率、迁入、迁出•次级种群参数：性比、年龄结构、种群增长率等4.2.2.1年龄、时期结构和性比年龄锥体时期结构性比年龄锥体的3中基本类型人口（x10万人）男女05101520253035404550556065707580859095100102030102030年龄（岁）性比•种群中雌雄个体的比例张伟庆2020年，中国处于婚龄的男性人数将比女性多出2000多万，这意味着平均四个男性中将有一个找不到配偶4.2.2.2生命表、存活曲线和种群增长率•生命表动态生命表：一组大约同时出生的个体（同生群）从出生到死亡的命运。静态生命表：某一特定时间对种群做一年龄结构。生命表的作用–综合评定种群各年龄组的死亡率和寿命–预测某一年龄组的个体能活多少年–不同年龄组的个体比例情况生命表编制方法•确定调查对象、地点、时间和方法•根据对象、生命周期的长短划分年龄阶段•由nx、dx计算其他各栏藤壶（Balanusglandula）藤壶的生命表--00----0090.50111.00020.014281.50320.09000.014271.127.254.250.6924.50.0466.561.45168.750.4094.50.0771151.8929.2513.250.2904.50.10915.542.354717.750.2254.50.1412032.1874270.412140.2393421.97122480.452280.4376211.582241020.563801.0001420平均寿命（期望值）ex各年龄期及其以上存活的年总数Tx各年龄期平均存活数目Lx各年龄死亡率qx各年龄死亡个体数dx各年龄开始的存活分数lx各年龄开始的存活数目nx年龄（年）x--00----0090.50111.00020.014281.50320.09000.014271.127.254.250.6924.50.0466.561.45168.750.4094.50.0771151.8929.2513.250.2904.50.10915.542.354717.750.2254.50.1412032.1874270.412140.2393421.97122480.452280.4376211.582241020.563801.0001420平均寿命（期望值）ex各年龄期及其以上存活的年总数Tx各年龄期平均存活数目Lx各年龄死亡率qx各年龄死亡个体数dx各年龄开始的存活分数lx各年龄开始的存活数目nx年龄（年）x6280142nx+1=nx-dx藤壶的生命表藤壶的生命表--00----0090.50111.00020.014281.50320.09000.014271.127.254.250.6924.50.0466.561.45168.750.4094.50.0771151.8929.2513.250.2904.50.10915.542.354717.750.2254.50.1412032.1874270.412140.2393421.97122480.452280.4376211.582241020.563801.0001420平均寿命（期望值）ex各年龄期及其以上存活的年总数Tx各年龄期平均存活数目Lx各年龄死亡率qx各年龄死亡个体数dx各年龄开始的存活分数lx各年龄开始的存活数目nx年龄（年）x0.4522862qx=dx/nx藤壶的生命表--00----009(1968)0.50111.00020.014281.50320.09000.014271.127.254.250.6924.50.0466.561.45168.750.4094.50.0771151.8929.2513.250.2904.50.10915.542.354717.750.2254.50.1412032.1874270.412140.2393421.97122480.452280.4376211.582241020.563801.0001420(1959)平均寿命（期望值）ex各年龄期及其以上存活的年总数Tx各年龄期平均存活数目Lx各年龄死亡率qx各年龄死亡个体数dx各年龄开始的存活分数lx各年龄开始的存活数目nx年龄（年）x0.14120142lx=nx/n0藤壶的生命表--00----0090.50111.00020.014281.50320.09000.014271.127.254.250.6924.50.0466.561.45168.750.4094.50.0771151.8929.2513.250.2904.50.10915.542.354717.750.2254.50.1412032.1874270.412140.2393421.97122480.452280.4376211.582241020.563801.0001420平均寿命（期望值）ex各年龄期及其以上存活的年总数Tx各年龄期平均存活数目Lx各年龄死亡率qx各年龄死亡个体数dx各年龄开始的存活分数lx各年龄开始的存活数目nx年龄（年）x62102142Lx=(nx+nx+1)/2藤壶的生命表--00----0090.50111.00020.014281.50320.09000.014271.127.254.250.6924.50.0466.561.45168.750.4094.50.0771151.8929.2513.250.2904.50.10915.542.354717.750.2254.50.1412032.1874270.412140.2393421.97122480.452280.4376211.582241020.563801.0001420平均寿命（期望值）ex各年龄期及其以上存活的年总数Tx各年龄期平均存活数目Lx各年龄死亡率qx各年龄死亡个体数dx各年龄开始的存活分数lx各年龄开始的存活数目nx年龄（年）x0124.25168.750124.258.7513.2517.75271224816Tx=ΣLxx∞藤壶的生命表--00----0090.50111.00020.014281.50320.09000.014271.127.254.250.6924.50.0466.561.45168.750.4094.50.0771151.8929.2513.250.2904.50.10915.542.354717.750.2254.50.1412032.1874270.412140.2393421.97122480.452280.4376211.582241020.563801.0001420平均寿命（期望值）ex各年龄期及其以上存活的年总数Tx各年龄期平均存活数目Lx各年龄死亡率qx各年龄死亡个体数dx各年龄开始的存活分数lx各年龄开始的存活数目nx年龄（年）x1.8929.2515.5ex=Tx/nx生命表的作用平均生命期望ex的应用价值可从人寿保险事业中体现出来。保险公司办人寿保险重要的工作就是正确的估计男人、女人、各种年龄和从事各种职业的人进入各年龄期的平均期望寿命，估计过高或过低，同样都是对成本核算不利，利用上述方法，可得出正确的成本核算。K-因子分析•根据观察连续几年的生命表系列，可以看出死亡率对种群大小影响最大的时期，从而得到对ktotal影响最大的关键因子，这一技术称为K-因子分析。存活曲线•以㏒nx栏对X栏作图即可得存活曲线。•直观地表达了同生群的存活过程。•3种基本类型：Ⅰ型：曲线凸型Ⅱ型：曲线呈对角线型Ⅲ型：曲线凹型存活曲线的3种基本类型种群增长率r和内禀增长率rm种群增长率：ｒ＝lｎR0/ＴＴ为世代时间，指种群中子代从母体出生到子代再产子代的平均时间。内禀增长率指当环境（空间、食物和其他有机体）在理想条件下，稳定年龄结构的种群所能达到的最大增长率（ｒｍ）。人口计划生育的途径：降低R0值；增大T值生殖价•某一年龄的雌体平均能对未来种群增长所做的贡献。大型和小型小天蓝绣球（Phloxdrummondi）生殖价随年龄的变化4.2.3种群的增长模型•数学模型是用来描述现实系统或其性质的一个抽象的、简化的数学结构。•用数学模型来揭示系统的内在机制和对系统行为进行预测。4.2.3.1与密度无关的种群增长模型种群在“无限”的环境中，即假定环境中的空间、食物等资源是无限的，则种群就能发挥内禀增长能力，数量迅速增加。而其增长率不随种群本身的密度而变化，种群呈指数增长格局。•种群离散增长模型•种群连续增长模型种群离散增长模型•种群各个世代不相重叠，增长是不连续的。•Nt+1＝λNtN为种群大小，λ为种群的周限增长率λ＞1，种群上升λ＝1，种群稳定0＜λ＜1，种群下降λ＝0，雌体没有繁殖，种群在下一代灭亡种群连续增长模型•种群各个世代彼此重叠，增长是连续的。•Nt＝N0ertN为种群大小，r＝出生率－死亡率r＞0，种群上升r＝0，种群稳定r＜0，种群下降种群的增长曲线为“J”型，又称“J”型增长。4.2.3.2与密度有关的种群增长模型•连续增长模型较常见•两点假设：有一个环境容纳量（K），当Nt＝K时，种群为零增长；增长随密度上升而降低的变化是按比例的。每一个体利用空间为1/K，N个体利用N/K空间，剩余空间为1-N/K。逻辑斯谛方程•Nt＝K／（1＋ea－rt）•a表示曲线对原点的相对位置•5个时期：开始期、加速期、转折期、减速期、饱和期1、曲线接近于K值，即平衡密度2、曲线上升是平滑的开始期转折期加速期饱和期减速期模型的意义新增添了一个因子(K-N)/K，所代表的生物学含义是“剩余空间”或称“未利用的增长机会”。拥挤效应（环境阻力）。4.2.4自然种群的数量变动•种群增长•季节消长•种群的波动•种群的爆发•种群平衡•种群的衰落和灭亡•生态入侵在实验条件下某些物种的增长能够很好的体现