2种群生态学

天津师范大学生命科学学院基础生态学天津师范大学生命科学学院第二部分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567天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征种群动态2集合种群动态4种群的概念31种群调节33天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征种群（Population）：是在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合（总和）。以往曾有人译为繁群、族群(台)，个体群(日)等，也有人翻译为人口(目前在人口学中仍称之)、虫口、鱼口、鸟口等，不一而足4.1种群的概念种群可以由单体生物或构件生物组成。单体生物(unitaryorganism)：个体由一个受精卵直接发育而成，形态、发育可预测构件生物(modularorganism)：受精卵先发育成构件，再发育成更多的构件，形态、发育不可预测天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征自然种群有3个基本特征：（1）空间特征，即种群具有一定的分布区域；（2）数量特征，即种群密度是变动的；（3）遗传特征，种群具有的基因组成及其变动。4.1种群的概念天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征种群生态学研究种群的数量、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（捕食者与猎物、寄生物与宿主）之间的相互作用。种群是物种在自然界中存在的基本单位从某种意义上说，种群是生态学各研究层次中极重要的一个层次(对于动物生态学来说尤是如此)。4.1种群的概念天津师范大学生命科学学院种群在地球上生命有机界组建水平中的位置天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征种群动态2集合种群动态4种群的概念31种群调节33天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征——种群动态种群动态研究种群数量在时间上和空间上的变动规律。有多少？哪里多，哪里少？怎样变动？为什么变？数量和密度分布数量变动和扩散迁移种群调节种群的密度和分布（1）种群的大小和密度种群大小(size)是一定区域种群的个体数量、生物量或能量。种群密度(density)是单位面积、单位体积或单位生境中个体的数目。4.2种群动态天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征——种群动态（2）种群的数量统计(Census)总数量调查法：计数某地段中某种生物个体的全部存活者的数量，然后将总个体数除以该地段的面积，即为该种群的绝对密度。样方法：根据种群在某地段的分布情况，选择一定数量的样方，计数样方中的个体数量，求出样方中种群的密度，据样方中的种群密度估计该地段的种群密度。种群的密度和分布天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征——种群动态（2）种群的数量统计(Census)标志重捕法:在调查样地上，随机捕获一部分个体进行标记后释放，经过一定期限后重捕。根据重部取样中标记比例与样地总数中标记比例相等的假设，来估计样地中被调查动物的总数，即：N总数,M标记个体数,n重捕个体数,m重捕中标记数粪堆计数法：如，在野外调查中，经两天后新增加的某种鹿的粪堆平均数为200堆/公顷。根据观察，每只鹿每天平均排粪率为5堆，这样就可估计鹿的数量：200（堆）/[5（堆）/2（天）]=20（只）种群的密度和分布mnMNmnMN::天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征——种群动态（3）种群的空间结构3种类型：随机型(random)、均匀型(uniform)、成群型(clumped)种群的密度和分布天津师范大学生命科学学院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，沙漠中植物为竞争水分）均匀分布（规则分布）4.种群及其基本特征——种群动态种群的密度和分布天津师范大学生命科学学院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。当一批植物(种子繁殖)首次入侵裸地上，常形成随机分布，但要求裸地的环境较为均一。随机分布4.种群及其基本特征——种群动态种群的密度和分布天津师范大学生命科学学院成群分布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）动物的社会行为种群的密度和分布4.种群及其基本特征——种群动态天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征——种群动态（3）种群的空间结构测定方法：方差/均数比率法（S2/m）S2/m=0，均匀分布S2/m=1，随机分布S2/m1，成群分布m=∑fx/N,S2=〖∑(fx2)-[(∑fx)2/N]〗/N-1x为样方中个体数，f为出现频率，N为样本总数种群的密度和分布天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征——种群动态种群密度，它是种群的最基本特征初级种群参数，包括出生率和死亡率，迁移次级种群参数，包括性比，年龄结构和种群增长率等种群统计学Population(N)迁出迁入死亡出生种群统计学就是种群的出生、死亡、迁移、性比、年龄结构等的统计学研究。天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征——种群动态年龄结构和性比年龄结构：指不同年龄组的个体在种群中所占的比例或配置情况。种群统计学天津师范大学生命科学学院0100000200000300000400000010000020000030000040000010095-9990-9485-8980-8475-7970-7465-6960-6455-5950-5445-4940-4435-3930-3425-2920-2415-1910-145-90-4西安市人口年龄结构分布图(资料截止于1998年)男性女性4.种群及其基本特征——种群动态天津师范大学生命科学学院木棉树（Populusdeltoidessubsp.）种群的年龄分布(自M.C.Molles,Jr,1999)天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征——种群动态年龄结构和性比年龄锥体的三种基本类型增长型种群：幼体个体比例高，老年个体比例少；稳定型种群：老、中、幼年个体比例大致相当；下降型种群：幼年个体比例少，老年个体比例高。性比：种群中雌雄个体所占的比例。种群统计学生育后期生育期生育前期增长型稳定型下降型年龄结构的应用：A.判断动物濒危状况的一个重要标志。B.经济鱼类的捕捞标志----捕捞种群年龄的低龄化和小型化现象。C.研究人口的有用工具。降低人口增长率的措施（政策）：a.晚育，假如20岁生育，100年生育5代；25岁生育，100年生育4代，少生一代，对于我国来说就意味着少生2亿多人。b.少生。但长期执行“临界生育水平”（人口增长为零）以下的出生率标准，又会使年龄结构出现衰退型，使社会人口老龄化。天津师范大学生命科学学院肯尼亚、美国和澳大利亚的人口年龄分布天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征——种群动态生命表和存活曲线生命表(lifetable)：是记录种群各年龄级的个体数目、生存率和死亡率等信息的一览表。动态生命表：根据对同年出生的所有个体进行存活数目动态监测的资料而编制的生命表，也叫同生群生命表。静态生命表：根据某一特定时间对种群作一年龄结构调查资料而编制的生命表。种群统计学天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征——种群动态始存活率lx1.0000.4370.2390.1410.1090.0770.0460.0140.0140142.062.034.020.015.511.06.52.02.0080.028.014.04.54.54.54.502.0-0.5630.4520.4120.2250.2900.4090.69201-102482717.7513.258.754.25210224122744729.25167.253101.581.972.182.351.891.451.121.500.50-始存活率lx1.0000.4370.2390.1410.1090.0770.0460.0140.0140142.062.034.020.015.511.06.52.02.0080.028.014.04.54.54.54.502.0-0.5630.4520.4120.2250.2900.4090.69201-102482717.7513.258.754.25210224122744729.25167.253101.581.972.182.351.891.451.121.500.50-0nnlxx1xxxnndxxxndq21xxxnnL1xxxLTxxxnTe天津师范大学生命科学学院编制生命表的意义回答种群今后要出生的一代，在现有生态环境(及社会、经济)条件下，预期能活多大年龄；同时回答某个个体现在是多少岁，预期还能活多少岁或能够活到多少岁为考察种群再生产、预测未来种群数量变动、组成，制定种群发展规划等提供可靠数据综合反映不同区域、不同环境和不同时代的生态(及社会、经济)条件对种群寿命的影响4.种群及其基本特征——种群动态天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征——种群动态生命表和存活曲线存活曲线：是一条反映种群各龄级个体存活状态的曲线。直观地表达了同生群的存活过程。X轴，年龄，可以是各年龄期占总存活年限的百分数。Y轴，lgnx或lglx，各年龄存活数或存活率的对数形式。种群统计学天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征——种群动态Ⅰ型:曲线凸形，表示幼体存活率高，老年个体死亡率高。Ⅱ型:曲线对角线形，表示在整个生活期中，有一个稳定的死亡率。Ⅲ型:曲线凹形，表示幼体死亡率很高。存活曲线分为三种基本类型：天津师范大学生命科学学院种群增长率和内禀增长率种群的实际增长率成为自然增长率，同r表示。自然增长率（r）=出生率（b）-死亡率（d）在实验室不受限制的条件下种群的增长率为内禀增长率，用rm表示。是种群的最大瞬时增长率。世代净增殖率R0，由生命表中存活率lx与生殖率mx相乘，并累加起来,即:R0=∑lxmx。R0可通过生命表资料计算；T表示世代时间，是指种群中子代从母体出生到子代再产子的平均时间，可用生命表资料估计。即：T=（∑xlxmx)/(∑lxmx)种群统计学TRmr0ln4.种群及其基本特征——种群动态天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征——种群动态人口、计划生育的途径：降低R0值；增大T值TRmr0ln天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征——种群动态种群增长模型与密度无关的增长模型：不受资源限制，不受自身密度影响①种群离散增长模型:世代不重叠;没有年龄结构。如一年生植物及昆虫②种群连续增长模型：世代重叠;具有年龄结构。如人和多种兽类与密度有关的增长模型：有一个环境容纳量K，当Nt=K时，种群为零增长，每增加一个个体就产生1/K的抑制影响。天津师范大学生命科学学院与密度无关的增长模型①种群离散增长模型条件：世代不重叠;没有年龄结构;没有迁入和迁出模型：N为种群大小，t为世代，周限增长率特点：1，种群上升；=1，种群稳定；01，种群下降；=0，没有繁殖，种群在下一代灭亡。种群增长模型4.种群及其基本特征——种群动态ttttNNNN01或天津师范大学生命科学学院种群几何增长模型Nt=N0λt时间t处的种群个体数初始时的种群个体数量几何增长率(周限增长率)lgNt=lgN0+tlgλNt＋1=Ntλ时间t+1处的种群个体数N1=N0λ1N2=N0λ2N3=N0λ3Nn=N0λt天津师范大学生命科学学院几何增长模型及草夹竹桃假设的增长曲线(自M.C.Molles,Jr,1999)天津师范大学生命科学学院1种群上升=1种群稳定01种群下降=0没有繁殖0种群灭亡4.种群及其基本特征——种群动态天津师范大学生命科学学院4.种群及其基本特征——种群动态种群增长模型与密度无关的增长模型：不受资源限制，不受自身密度影响①种群离散增长模型:世代不重叠;没有年龄结构。如一年生植物及昆虫②种群连续增长模型：世代重叠;具有年龄结构。如人