种群生态学2

第四章生活史对策生活史（lifehistory)是指一个生物从出生到死亡所经历的全部过程。生活史的关键组分——身体大小、生长率、繁殖、寿命生态对策（bionomicstrategy）:生物在生存斗争中获得的生存对策又称生活史对策（lifehistorystrategy）1、生活史的概念2、生活史对策的类型1）能量分配与权衡2）体型效应：物种个体体型大小与其寿命有很强的正相关关系，并与内禀增长率有强的负相关关系。3、繁殖策略1)r-选择r-选择：有利于内禀增长率的选择称为r-选择。他们的种群密度很不稳定，很少达到K值，大部分时间保持在逻辑斯谛曲线的上升段，为高增长率的。属于r-选择的生物称为r-对策者。特征：快速发育，小型成体，数量多而个体小的后代，高的繁殖能量分配和短的世代周期。典型的r对策种类一般为一年生植物、小型动物如鼠、兔和昆虫等。白桦、山杨等树种虽为高大乔木，但种子小，数量大，易飞散传播，具有典型的r对策特征。2）K-选择•K-选择：有利于竞争能力增加的选择称为K-选择。K-选择的物种成为K-策略者•特征：慢速发育，大型成体，数量少但体型大的后代，低繁殖能量分配和长的世代周期。•典型的K对策种类有大象、虎、大熊猫、鲸等大型哺乳动物，以及红松等树木3）r选择和K选择的特征比较K-对策者以提高竞争能力，是以“质”取胜，是稳定环境的维护者，称为保守主义者（conservatism)；则r-对策者以提高增殖能力和扩散能力，以“量”取胜。所以有的学者将r-对策者称为“机会主义者”（opportunists）。r-对策者的高死亡率，广运动性和连续地面临新局面，可能使其成为物种形成的丰富的源泉。生物适应环境会朝着两种不同的进化方向-r选择和K选择发展。这种选择的结果，使一部分特征与r-选择结合，使另一部分特征为K-选择结合，从而形成两种不同的生活史策略类型，即r-对策和K-对策。在r-对策和K-对策之间，中间有很多过渡的类型，有的更接近r-对策，有的更接近K-对策，这是一个连续的谱系，称为r-K连续对策系统。4）r-K连续对策系统生殖价和生殖效率x龄个体的生殖价(reproductivevalue)（RVx）是该个体马上要生产的后代数量（当前繁殖输出），加上那些预期的以后的生命过程中要生产的后代数量（未来繁殖输出）。•如果未来生命期望低，分配给当前繁殖的能量应该高，而如果剩下的预期寿命很长，分配给当前繁殖的能量应该较低。特点：•个体的生殖价必然会在出生后升高，并随年龄老化降低。生殖效率也是生殖对策的一个主要问题。生物是通过提高后代的质量与投入能量的比值来达到提高生殖效率的目的。大型和小型小天蓝绣球（Phloxdrummondi）生殖价随年龄的变化生境分类Grime的植物生活史对策的分类——Grime的CSR三角形Grime(1979)认为有四种类型：•竞争对策（competitivestrategy）•耐逆境对策（stress-tolerantstrategy）•杂草对策（ruderalstrategy）•极端对策（extremestrategy）有利的环境中，常成为群落中的优势种，不利条件下，可通过营养器官的调节来适应生境的变化。多属于寿命长，生长慢，营养物质循环慢，开花既不繁多又不规则的常绿植物。以短的寿命，高的相对生长率，高的种子产量为特征。在资源匮乏时，能压缩营养部分的分配，增加生殖部分的分配，保证大量种子的产生。指在严重压迫和干扰下，不能发育（产生种子）的对策。6）、滞育和休眠7）、迁移8）、复杂的生活周期9）、衰老第五章种内和种间关系•种内关系（intraspecificrelationship）：存在于各种生物种群内部的个体与个体之间的关系。•种间关系（interspecificrelationship）:将生于同一生境中的所有不同物种之间的关系称为种间关系从理论上讲，任何物种对其他物种的影响只可能有三种形式，即有利、有害或无利无害的中间态，可用+、－、○表示。生物种间相互关系的基本类型相互作用型物种1物种2相关作用的一般特征中性作用○○两个物种彼此不受影响竞争：直接干扰型--每一种群直接抑制另一个竞争：资源利用型--资源缺乏时的间接抑制偏害作用-○种群1受抑制，种群2无影响寄生作用+-种群1寄生者，通常较宿主2的个体小捕食作用+-种群1捕食者，通常较猎物2的个体大偏利作用+○种群1偏利者，而宿主2无影响原始合作++相互作用对两种都有利，但不是必然的互利共生++相互作用对两种都必然有利第一节种内关系一、密度效应（densityefect)在一定时间内，当种群的个体数目增加时，就必定会出现邻接个体之间的相互影响，称为密度效应或邻接效应（theeffectofneighbours）。（一）最后产量恒值法则（二）－3／2自疏法则（一）最后产量恒值法则（lawofconstantfinalyield）在一定范围内，当条件相同时，不管一个种群的密度如何，最后产量差不多总是一样的。Y-单位面积产量W-植物个体平均重量d-为密度Ki-常数（一）最后产量恒值法则最后产量衡值法则的原因：在高密度（或者说，植株间距小、彼此靠近）情况下，植株彼此之间对光、水、营养物等资源的竞争激烈，在有限的资源中，植株的生长率降低，个体变小（包括其中构件数少）。（二）－3／2自疏法则(the–3/2thinninglaw)•自疏现象（self-thinning）:在高密度的样方中，有些植株死亡，于是种群开始出现“自疏现象”。•自疏导致密度与生物个体大小之间的关系在双对数图上具有典型的-3/2斜率，这种关系叫做-3/2自疏法则。（二）－3／2自疏法则W-表示植物个体平均重量d-为密度；C-是一常数因此上式被称为-3/2自疏法则。公式为：Intra-specificcompetition•Inplants,aphenomenonknownasself-thinningatteststotheimportanceofintra-specificcompetition.•TheryegrassLoliumperenne,exemplifiesthisphenomenon.(Fig.9.10)•Thestraightlineassociatedwiththedeclineindensityovertimehasaslopeof–3/2.•Thisslopeisfoundinmanyplantself-thinninglines(Fig.9.11)Fig.Self-thinningintheryegrass.Fig.Regressionlinesfromself-thinningcurvesfor31standsofdifferentspeciesofplants.二、动植物的性行为研究内容包括生物种群内部性别关系的类型、动态及环境因素（一）植物的性别系统•雌雄同花•雌雄同株而异花•雌雄异株（二）动物的婚配制度1、婚配制度的定义和进化婚配制度：指种群内婚配的各种类型。婚配包括异性间相互识别、配偶的数目、配偶持续时间以及对后代的抚育等。2、决定婚配制度类型的环境因素•决定动物婚配制度的主要生态因素可能是资源的分布，主要是食物和营巢地在空间和时间上的分布情况。3、婚配制度的类型按配偶数来划分•有单配偶制（monogamy）•多配偶制（polygamy），由于动物行为和环境条件上的这些千差万别，使多配偶制也有很多不同的亚类型。三、领域性和社会等级与性别没有直接关系的社会性相互关系包括领域性、社会等级等，通过这些相互作用使种群内部形成各种组织或结构，称为社会结构（socialstructure）。（一）领域性（territory）领域（territory）：指由个体、家庭或其他社群单位所占据的，并积极保卫不让同种其他成员侵入的空间。1．领域面积随领域占有者的体重而扩大2．领域面积受食物品质的影响3．领域行为和面积往往随生活史，尤其是繁殖节律而变化（二）社会等级（socialhierarchy）•社会等级：是指动物种群中各动物的地位具有一定顺序的等级现象。四、他感作用（一）他感作用（allelopathy）：•他感作用就是一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质，对其他植物产生直接或间接影响的现象。这种作用是种间关系的一部分，是生存竞争的一种特殊形式，种内关系也有这些现象。德国学者H..Molisch于1937年提出的他感作用（allelopathy）的概念。（二）他感作用的物质包括乙烯、香精油、酚及其衍生物，不饱和内脂、生物碱、配糖体等。（三）他感作用的生态学意义：1、对农业生产和管理有重要的意义歇地形象:在农业上，农作物必须与其他作物轮作，不宜连作，连作则影响作物长势，降低产量。例如，早稻就是不宜连作的农作物，它的根系分泌的对-羟基肉桂酸，对早稻的幼苗起强烈的抑制作用，连作时则长势不好，产量降低。2、他感作用对植物群落的种类组成有重要影响•植物群落都由一定的植物种类组成，他感作用是造成种类成分对群落的选择性以及某种植物的出现引起另一类消退的主要原因之一。•H.B.Bode（1958）阐明了黑核桃（Juglansnigra）树下几乎没有草本植物的原因。他认为该树种的树皮和果实含有氢化核桃酮（1-4-5-三羟基萘），当这种物质被雨水冲洗到土中，即被氧化成核桃酮，并抑制其他植物的生长。3、他感作用是引起植物群落的演替的重要内因之一•引起植物群落演替的原因很多，但大体上又分为外因和内因两大类，关于植物群落常规的内在因素，目前认为他感作用是重要的因素之一。•北美加利福尼亚的草原•北美草原地区弃荒地的植被演替划分