环境科学_10E_Chapter07_8th

环境科学——交叉关系学科EnvironmentalScience:AStudyofInterrelationships四川农业大学城乡建设学院任课教师：廖邦洪联系方式：[e-mail]办公电话：87126606EldonD.Enger&BradleyF.Smith7PopulationPrinciplesChapterOutline本章概要种群原理种群特征种群(population):居住在同一个地区的相同物种的个体所形成的一个集合体。或者同一物种在一定空间和一定时间的个体的集合体，是具有潜在互配能力的个体。区分种群的特征：出生率、死亡率、性（别）比、年龄分布、生长率、空间分布（类型）等。出生率指在一定时期内，种群通过繁殖所增加的个体数量。生物繁殖的方式有有性繁殖和无性繁殖两种。有性繁殖，如银杏开花结实产生种子繁殖后代。无性繁殖：如马铃薯（洋芋）的繁殖。人类的出生率通常用千分率来描述，即以每年每1000个个体所新个体（子女）来计算。死亡率指在一定时期内死亡的种群个体数量。在人口研究中，人类的死亡率也通常用千分率来描述，即以每年每1000人中死亡的人数计算。种群增长率指种群的出生率减去死亡率之差。例如，美国现在的出生率是15‰，死亡率是9‰，人口增长率就是6‰。我国目前的人口控制目标是不超过1‰。假定我国每年的人口增长率是1‰，则每年将新增人口约1300万。存活曲线存活曲线是考察出生与死亡过程的另一种方式，它指的是生物个体存活到每个年龄的几率（概率）。年轻群体死亡率高的物种：如很多小型动物和植物产生大量的后代，但长到成年的个体较少；死亡率在各个年龄比较平均的物种：存活率高、直到老年才有高死亡率的物种：性别比和年龄分布种群增长受性别比和年龄分布很大影响。性别比（性比）：即雄性和雌性的相对数量，其中雌性数量起的作用更重要，因为雌性从根本上决定了该生物种群可以产生的后代数量。在大多数物种中，典型的性别比约为1:1。性别比和年龄分布年龄分布：指的是种群中各个年龄（段）的个体数量，显著地影响着种群增长率。这是因为，在生物的一生中，都存在着从出生、幼年、少年、青年、中年、老年、死亡的自然过程，而在不同的阶段其生育能力不同。种群密度和空间分布种群密度:指单位面积上生物个体数量,衡量人口密度通常以平方公里为单位，高大树种的种群密度通常以公顷为单位，低矮植物通常以平方米为单位，等等。种群密度的变化主要是由于环境、资源的空间差异和物种自身的适应特征所决定的。由于生物具有趋利弊害、避免过度拥挤、减小竞争的自然本性，就产生了种群的疏散和迁移。影响种群生长率的因素种群的迁入种群的迁出雌性的数量及年龄对有限资源的竞争种群生长曲线繁殖能力/繁殖潜力：指生物繁殖后代的生物本能的强弱。假如一个物种（例如老鼠）具有很强的繁殖能力，其生存受天敌、环境的影响很小，死亡率很低，种群将表现为指数增长。大草履虫实验种群的逻辑斯谛增长一个种群增长的典型模式•延滞期•指数生长期•稳定平衡期种群生长曲线延滞期：种群出生率低，种群增长缓慢；指数生长期：多数个体具有繁殖能力，种群数量急剧增长；大草履虫实验种群的逻辑斯谛增长稳定平衡期：种群的出生率和死亡率逐渐趋向相对平衡，种群停止增长。容纳量容纳量：一个地区的容纳量是指在不破坏栖息地的情况下，在某一地区能够长期维持某物种的个体数量。大草履虫实验种群的逻辑斯谛增长容纳量是由于限制该物种生存、发展的各种因素综合作用的结果，这些限制因子被成为环境阻力因子。容纳量限制因子：当一个特定的条件或因素成为限制种群大小的关键成分时，就被称为限制因子。大草履虫实验种群的逻辑斯谛增长控制容纳量的环境阻力因子：原料（如营养物质等）的可利用性、能量的可利用性、废弃产物的累计及其处理方式（尤其是小型生态系统）、生物之间的相互作用（限制或者促进）繁殖策略和种群波动K-策略生物：通常是大型生物，其生命周期长、生产的后代少，种群一般稳定在当地的容纳量。繁殖策略：投入大量资源生产少量后代，使后代有很好的成长机会。K-策略生物一般受与密度相关的限制因子的控制。如鹿、狮子、天鹅、人类等。根据生物物种的繁殖策略可以将生物分为两类：K-策略生物、r-策略生物。K、r来源于逻辑斯蒂公式K=N（1-er）繁殖策略和种群波动与密度相关的限制因子：指随着种群大小增长其作用越来越加剧的限制因子。R-策略生物：通常是小型生物，其生命周期段，生产很多后代，并不达到容纳量。如蒲公英、蚱蜢、舞毒蛾等。繁殖策略：消耗大量能量繁殖后代，不或仅提供很少关爱，后代的死亡率很高。繁殖策略和种群波动与密度不相关的限制因子:：典型的密度不相关的限制因子包括灾难性的天气条件、极端事件（如天降大雪或洪水爆发等）导致的种群急剧减少甚至整个种群死亡。K-、r-策略生物相关特征比较因子r-策略生物K-策略生物气候条件可变,不确定的稳定或可测,较为确定死亡率灾难性,非直接,非密较为直接,密度制约的度制约的存活率常为C型常为A、B型种群大小可变,不平衡,常小于K值,稳定,平衡的,常处K值附不饱和,每年需移植近,饱和,不必重新移植竞争松弛,可变常保持选择有利性快速发育,rm高,生育提早缓慢发育,竞争力强,S曲线,体型小,繁殖1次延迟发育,体型大,多次繁殖寿命短,常少于一年长,常长于一年人口增长人口增长曲线，从人类诞生以来有一个很长的延滞期（公元前500万年至公元1800年），从大约19世纪起进入急剧上升的指数期一直延续到现在。有稳定期存在吗？什么时候进入稳定期？种群倍增期（时间）：即种群增加1倍所需要的时间。计算公式：倍增期（时间）=70/年增长率（%）人口增长可利用的原料（可利用食物的数量）：可利用的能源：能源价格的波动使世界上不少人处于为难境地；必须不断开发新的、破坏性小的的能源利用方法，提高能源利用效率；不断开发新的能源。与其它生物的相互作用：人类并不是一个不受任何限制的超级生物，相反，人类只是生态系统中的一个组分，人类的生存、发展必须依赖于其它生物物种，例如三尖杉、红豆杉、蜜蜂等授粉生物、有益天敌生物、默默无闻的“分解者”，等等。影响人口的社会因素：控制人口涉及到生物学和社会学两大方面。人口数量的最终限制人口的生物学属性决定了人口最终将达到其最大容量并趋于稳定。？这个最大容量是多少呢？何时会达到呢？在达到最大容量过程中，以及达到最大容量后会产生哪些问题呢？60亿？90亿？122亿？……ReviewQuestions1繁殖潜力是怎样与种群生长率相关的?2列出种群可能具有的3种特征。3为什么有些种群增长？哪些因素可以帮助决定种群增长率？4在什么条件下可能出现死亡期？5列出4种决定动物物种容纳量的因素。6出生率和种群增长的概念有什么不同？7如何比较人口增长曲线和培养皿中细菌的种群增长曲线？8R-策略生物与K-策略生物有什么不同？9随着人口持续增长，给其它物种会带来什么影响？10所有的优胜生物都过度繁殖。这给物种带来什么好处？会出现什么坏处？