1、第二部分 种群生态学,第二部分 种群生态学,4 种群及其基本特征 4.1 种群的概念 4.2 种群动态 4.3 种群调节 4.4 种群的空间结构 5 种群种及其变异与进化 6生活史对策 7 种内与种间关系,4.1 种群的概念 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。 抽象：探讨一般规律时，泛指该种的任一种群。 具体：具体研究时，种群是具体的，有时间和空间上的限定。,单体生物：每一个体都是由一个受精卵直接发育而来。,构件生物：受精卵首先发育成一结构单位，或构件，然后发育成更多的构件，形成分支结构。,自然种群的三个基本特征： 空间特征：即种群具有一定的分布区域。
2、 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：种群具有一定的基因组成，即系一个基因库，以区别于其它物种，但基因组成同样是处于变动之中的。,种群是由个体组成的，由个体演变来的特征： 基本特征：密度和大小（单体群体） 基本参数：（初级种群特征，决定种群的大小） 出生率、死亡率（生、死） 迁入率、迁出率（行为） 次级种群特征：性比（性别），年龄结构（年龄），种群增长率（繁殖能力），种群分布型（空间位置）,种群统计学特征,种群新特征（综合性特征） 种群的数量变化（年和季节）及其自我调节能力。 种群的质量变化（进化）及其与环境的关系（自然选择） 种群对环境的适应-生态对策
3、社群关系（其它种内关系）：等级制、利他行为、领域性、集群与分散、婚配制度、密度效应、性别生态学、通讯等。 种间关系：种间竞争、他感作用、食草、捕食、寄生、共生等。,种群生态就是研究环境（主要是理化因子）对这些群体特征的影响，以及种群（特征）对环境的适应。,第二部分 种群生态学,4种群及其基本特征 4.1 种群的概念 4.2 种群动态 4.3 种群调节 4.4 种群的空间结构5 种群种及其变异与进化6生活史对策7 种内与种间关系,9/80,4.2 种群动态 研究种群数量在时间上和空间上的变动规律。有多少？（数量和密度）；哪里多、哪里少？（分布）；怎样变动？（数量变动和扩散迁移）；为什么这样变动？
4、（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（size）：是一定区域种群个体的数量，也可以是生物量或能量。种群的密度是单位面积、单位体积或单位生境中个体的数目。 绝对密度：单位面积或空间的实有个体数。 相对密度：表示种群数量高低的相对指标。,4.2.1.2 种群的数量统计 标记重捕法：用于不断移动位置直接记数很困难的动物。在调查样地上，随机捕获一部分个体M进行标记后释放，经一定期限后重捕n个个体，其中标记的个体数为m 。 原理： N : M = n : m 样地上个体总数,缺陷：捕获过的动物较难或更易捕获；标记动物不均匀分布；标记方法不当，标记动物死亡
5、率高。,4.2.2 种群统计学 包括基本特征（密度）、初级种群特征（包括出生率（Natality）、死亡率(Mortality)、迁入（Immigration）和迁出（Emigration）和 次级种群特征（如年龄结构、性比、种群增长率、分布型等）。,1. 出生率 出生率：单位时间内平均每个个体产生（繁殖）新个体（后代）的数量。 最大出生率：是理想条件下的种群出生率。 生态出生率（实际出生率）：特定环境条件下的种群实际出生率。 特定年龄出生率：在单位时间内特定年龄组个体的出生率。 影响出生率的因素：性成熟速度、繁殖力、繁殖次数、胚胎期、孵化期、繁殖年龄长短等。,2. 死亡率,死亡率：单位内死亡
6、个体的数量除以该时间段内种群的平均大小。,最低死亡率：指种群在最适环境下由于生理寿命而死亡造成的死亡率,生态死亡率：种群在特定环境下的实际死亡率。,死亡率最低死亡率生态死亡率,3. 迁入： 是个体由别的种群进入领地。 4. 迁出： 是种群内个体离开种群的领地。,4.2.2.1 年龄、时期结构和性比 年龄结构（时期结构）：种群内各年龄群（龄期）数量与整个种群数量的比率。 年龄锥体：以不同宽度的横柱从下到上配置而成的图，横柱的高低位置表示从幼年到老年的不同年龄组，宽度表示各年龄组的个体数或在种群中所占的百分比。,按锥体形状，年龄锥体一般有下列3种类型： 典型金字塔型锥体钟型锥体壶型锥体,时期结构：
7、昆虫等发育时期是离散的，每一时期的个体数量，即为时期结构。 作为构件生物，植物的年龄结构，是由年轻的、正在生长发育和参与繁殖的部分与衰老的部分组成的。 在许多植物种类中，个体大小，如质量、覆盖面积或树木胸高直径（DBH），在生态学研究中可能比年龄更有效。,性比（sex ratio）指的是种群中雌雄个体的比例。大多数动物种群的性比接近1:1。有些种群以具有生殖能力的雌性个体为主，如轮虫、枝角类等 可进行孤雌生殖的动物种群。 还有一种情况是雄多于雌，常见于营社会生活的昆虫种群，如蜜蜂等。有些动物有性转变的特点，如黄鳝，幼年都是雌性，繁殖后多数转为雄性。同一种群中性比有可能随环境条件的改变而变化，如
8、盐生钩虾在5时，雌雄性比为1：5；23时，雌雄性比为13：1。,4.2.2.2 生命表、存活曲线和种群增长率1. 生命表： 用来描述种群死亡过程的一种有用的工具。 生命表的编制方法：首先划分年龄阶段，记录各年龄级开始时的种群数量，据此计算各年龄级死亡率、存活分数、平均寿命等。,动态生命表: 记录同一时间出生的种群存活（死亡）过程的生命表。个体经历了相同的环境条件。适于寿命较短的种群。又称同生群生命表，特定年龄生命表，水平生命表。 静态生命表: 根据某一特定时间对某一种群进行年龄结构的调查所编制的生命表。各年龄的个体经历了不同的环境条件。适于稳定的种群和寿命较长的动物。特定时间生命表，垂直生命表
9、。,2. K-因子分析 根据观察连续几年的生命表系列，我们就能看出在哪一时期，死亡率对种群大小的影响最大。这样我们就可以看出哪一个关键因子（key factors）对 ktotal的影响最大，这一技术称为K-因子分析（K-factor analysis）。,小鳟鱼阶段的死亡率变化会引起总死亡率和种群大小的波动。,3. 存活曲线 存活率随时间（年龄）的变化曲线称为存活曲线（survivorship curve）。 以nx或lgnx栏对x栏作图即可得存活曲线。 X可采用相对年龄（如寿命的百分数, X/XL100%。XL为寿命）。,种群的存活曲线的类型：,4. 种群增长率r 和内禀增长率rm 种群的
10、实际增长率称为自然增长率，用r来表示。自然增长率可由出生率b和死亡率d相减来计算出。,内禀增长率（innate rate of increase）rm rm是具有稳定年龄结构的种群，在食物不受限制、同种其他个体的密度维持在最适水平，环境中没有天敌，并在某一特定的温度、湿度、光照和食物等的环境条件组配下，种群的最大瞬时增长率。,影响rm 的因素： 繁殖次数（每世代内） 窝卵（仔）数 初次繁殖年龄,5. 生殖价（reproductive value）,生殖价是指某年龄雌体平均能对未来种群增长作出的贡献。,4.2.3 种群的增长模型 在模型研究中，人们最感兴趣的不是特定公式的数学细节，而是模型的结构
11、，哪些因素决定种群的大小？哪些参数决定种群对自然和人为干扰的反应速度？,4.2.3.1 与密度无关的种群增长模型 一个以内禀增长率增长的种群，其种群数目将以指数方式增加。尽管种群数量增长很快，但种群增长率不变，不受种群自身密度变化的影响。这类指数生长称为与密度无关的种群增长（density-independent growth）或种群的无限增长。,1. 种群离散增长模型： 世代不重叠的离散型种群在无限制的环境中，表现为几何级数增长。 假定某种群的初始种群数量为N0,经世代1，2，3t后，种群数量为N1，N2， N3， Nt。 种群世代增长率（=R0），又称为周限增长率（finite rate
12、of increase）。 1=N1/N0, 2=N2/N1,t=Nt/Nt-1 若环境是无限的，各世代的增长率应相等，即：1=2=3=t=。 则：N1=N0； N2=N1 =2N0； N3=N2 =3N0 Nt=Nt-1 =tN0,Nt = N0 t lg Nt = lgN0 + tlg ,周限增长率（）和世代增殖率（R0）的意义相同，所以, 1，则出生率死亡率，一个世代后种群数量 增殖R0倍（增长）。 = 1，则出生率=死亡率，一个世代后种群数量 稳定。 1，则出生率0, 种群上升； r=0, 种群稳定； r1 时, 成群分布 (S2m)。,4.4.2 集合种群 1. 概念 集合种群（me
13、tapopulation）是由经常局部性灭绝、但又定居而再生的种群所组成的种群。,图4-25，由于空间的异质性，图中圆圈为物种可栖息的斑块空间，板块间种群个体可迁移或扩散，板块中的种群称为局域种群或亚种群，这些局域种群在空间上存在隔离，彼此间通过个体扩散而相互联系。由生境板块中许多局域种群构成的种群，就称为集合种群。,2. 生态学研究的3个空间尺度 局域尺度：个体在这一尺度内完成取食和繁殖等活动。 集合种群尺度：在该尺度内，扩散个体在不同的局域种群之间迁移。 地理尺度：一个物种所占据的整个地理区域，一般个体不会扩散出该区域。,3. 集合种群理论的意义与应用 集合种群理论模型的重要应用是做出预测，而其中的一些预测对景观管理和自然保护有很大的潜在使用价值。,
