种群生态学1

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1、第三章 种群生态学,第一节 种群及其基本特征 第二节 种群的遗传与进化 第三节 种内、种间关系,参考文献 思考题,参考文献 思考题,第一节 种群及其基本特征,1 种群的基本概念 2 种群特征 3 种群的分布与多度 4 种群动态 5 种群增长模型 6 种群调节,1 种群的基本概念,种群定义 种群生物学与种群生态学 单体生物和构件生物 研究种群生态学的意义,种群的定义,种群(population): 在一定空间中，同种个体的组合。为了强调不同的面，有的生态学家还在种群定义中加进其他一些内容，如能相互进行杂交、具有一定结构、一定遗传特性等内容。 种群不是个体的简单叠加，是通过种内关系组成的一个有机统

2、一体或系统。 种群是一个自我调节系统，通过系统的自动调节，使其能在生态系统内维持自身稳定性。作为系统还具有群体的信息传递、行为适应与数量反馈控制的功能。 种群不仅是自然界物种存在、物种进化、物种关系的基本单位，也是生物群落、生态系统的基本组成成份，同时，还是生物资源保护、利用和有害生物综合管理的具体对象。 一个物种，由于地理隔离，有时不只有一个种群。 种群既可以作为抽象概念，也可作为具体存在的客体在实际研究中加以应用。,种群生物学与种群生态学,种群生物学（population biology）: 研究种群的结构、形成、发展和运动变化过程规律的科学。最主要组成部分是种群遗传学和种群生态学。 种群

3、遗传学（ population genetics ）: 研究种群的遗传过程。 种群生态学（ population ecology ）: 研究种群内各成员之间、它们与其他种群成员之间、以及它们与周围环境中的生物和非生物因素之间的相互关系。种群动态是种群生态学研究的核心。,单体生物和构件生物,单体生物（unitary organism） 单体生物个体清楚，基本保持一致的体形，每一个体来源于一个受精卵。如鸟类、兽类等。 构件生物（modular organism） 构件生物由一个合子发育成一套构件，由这些构件组成个体。如水稻、浮萍、树等。,研究种群生态学的意义,理论意义 开辟生态学研究的新领域。 实

4、践意义 了解生物在生态系统中的地位； 了解数量的时空动态； 实施物种保护。,2 种群特征,种群的主要特征 种群的群体特征 种群动态是种群生态学研究的核心,种群主要特征,数量特征 种群参数变化是种群动态的重要体现。 空间特征 组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局，称为种群的内分布型（internal distribution pattern）。 遗传特征 种群具有一定的遗传组成，是一个基因库。,种群的群体特征,种群数量：密度(density) （原始密度(crude density) 、生态密度(ecological density) ） 种群初级参数：出生率(natality)（生理出

5、生率(physiological natality) 最大出生率(maximum natality)、生态出生率(ecological natality) 实际出生率(realized natality)）死亡率(mortality) （生理死亡率(physiological mortality ) 最小死亡率(minimum mortality)、生态死亡率(ecological mortality) 实际出生率(realized)）迁入和迁出率 次级种群参数：性比(sex ratio) 、年龄分布(age structure) 、种群增长率（population growth rate）、

6、分布型（pattern of distributipn）,种群参数的一些基本概念,原始密度(crude density) ：单位空间内个体的数量。 生态密度(ecological density)：生物实际占有空间内的个体数量。 生理出生率(physiological natality)：种群在理想条件下所能达到的最大出生数量，又称最大出生率(maximum natality)。 生态出生率(ecological natality)：一定时期内，种群在特定条件下实际繁殖的个体数量，它受生殖季节、一年生殖次数、一次产仔数量、妊娠期长短和孵化期长短、以及环境条件、营养状况和种群密度等因素影响，又称

7、实际出生率(realized natality)。 生理死亡率(physiological mortality )：最适条件下，所有个体都因衰老而死，这种死亡率称生理死亡率，又称最小死亡率(minimum mortality) 生态死亡率(ecological mortality)：一定条件下，种群实际的死亡率，又称实际出生率(realized)。,种群动态是种群生态学的核心问题,种群动态是种群数量在时间和空间上的变动规律，涉及： 有多少（种群数量或密度）？ 哪里多，哪里少（种群分布）？ 怎样变动（数量变动和扩散迁移）？ 为什么这样变动（种群调节）？,3 种群的分布与多度,种群分布界限 种群分

8、布格局 生物体大小与种群密度关系 稀有与灭绝 种群多度的估计,种群分布界限,自然环境限制物种的地理分布 气候 温度 降水 盐度 天然屏障,气候对三种袋鼠和一种虎甲分布的影响,A: Macrpus giganteus; B: M. fuliginosus; C:M. rufus; D: Cicindela longilabris,A,c,D,B,标准样地示意图,种群的分布格局,的个体可能呈随机、均匀和聚集分布等格局；在大尺度上，种群的个体则是聚积分布的。 均匀分布：S2m=0(S2样方个体数的方差，m为样方个体的平均数 )原因：种群内个体间的竞争。 随机分布：S2m=1-原因：资源分布均匀，种群

9、内个体间没有彼此吸引或排斥。 聚集分布：S2m1-原因：资源分布不均匀；种子植物以母株为扩散中心；动物的社会行为使其结群。,a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,样方号,样方中个体平均数与方差的计算方法,mfx/N S2 fx 2( fx)2/N/(N-1) x为样方中的个体数，f为出现的频率，N为样方总数,小尺度上的种群的分布格局示意图-1,A 随机分布 B 均匀分布 C 聚集分布,A,B,C,S2m=1,S2m=0,S2m1,小尺度上的种群分布格局-2,灌丛随形态的增大分布格局的变化 A 聚集分布 B 随机分布 C 均匀分布,A,B,C,B,A,

10、C,木馏灌丛根的分布 格局,大尺度上的种群分布格局,美洲鸦(Corvus brachyrynchos)(左)和鱼鸦(C. ossifragus)(右)种群的冬季分布,种群密度随着有机体的大小的增加而降低。,生物体大小与种群密度关系,体形与种群密度的关系-1,草食动物的种群平均密度随体型增加而降低,体形与种群密度的关系-2,植物种群的平均密度随体形的增加而减小,稀有与灭绝,稀有的程度取决于: a 物种的地理分布范围（分布范围大A，分布范围小A）、b 生境的耐受性（宽的耐受范围B，狭的耐受范围分布范围小B） 、c 种群大小（大的局域种群C，小的局域种群C）；稀有物种易于灭绝。 A； B； C 如麻

11、雀(Passer domesticus)和浦公英等物种，为生物圈中最常见的物种。 A； B； C 如白腰雪雀(Montifringilla taczanowskii)、棕颈雪雀(M. ruficollis)等，易于灭绝。 A； B； C 如一些鲸类等，是易于灭绝的物种。 A； B； C 如虎(Panthera tigris)、猎隼(Falco peregrinus)等，易于灭绝。 A； B； C如大鲵(Andrias davidianus)等，易于灭绝。 A； B； C 如叶猴(Presbytis spp.)等，较易灭绝。 A； B； C 如大鸨(Otis tarda )等，较易灭绝。 A；

12、B； C 如大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)、扬子鳄(Alligator sinensis)等，最易灭绝。,物种的濒危等级,小种群： 最小生存种群数量：对于任何一个生境中的任何一个物种，不论可预见的统计因素、环境因素、遗传随机性和自然灾害如何影响它，该种的最小生存群还是孤立种群能在1000年内有99的机率保存下来。 濒危等级： IUCN (The World Conservation Union ) 物种红色名录 CITES (Convention on international trade in endangered species of wild fauna and

13、 flora)物种名录 中国濒危动植物红皮书 国家重点保护野生动植物名录,IUCN的濒危物种等级,CITES公约附录结构,附录I 是指有灭绝危险的物种。公约禁止以商业为目的的国际贸易，只有在特殊情况下才允许进行贸易。 例如：1、所有狐猴、类人猿、猩猩、海龟；2、大部分鲸类、鳄类、猫科动物；3、多种鹰隼类、鹦鹉类、陆龟类、兰花、仙人掌类、大戟类和芦荟。 附录II 物种是指那些目前虽未濒临灭绝，但如对其贸易不严加控制，就可能有灭绝危险的物种。 例如：1、所有未列入附录I内的猴类、鲸类、海豚、熊类、猫科动物、鹰隼类、蟒蛇、巨蜥、鳄类、珊瑚、兰花（含天麻、石斛、白芨）、仙人掌类、苏铁（铁树）；2、桫椤

14、（树蕨）、吊灯花、芦荟、西洋参、沉香、金毛狗脊、猪笼草、胡黄连、匙叶甘松、桃儿七、蛇根木。 附录III 包括任何一个缔约国提出进行特别管制，并需要其他成员国给予相应管理的物种。 例如：1、鼬类（印度）、买麻藤（尼泊尔）。,中国濒危动植物红皮书,中国濒危动物红皮书 由国家环保局，中华人民共和国濒危物种委员会编，分鱼类、两栖类和爬行类、鸟类、兽类4辑 濒危等级：绝灭（Ex）、濒危（E） 、易危（V） 、稀有（R） 、末定（I） 、数据缺乏（K） 、受威胁（T） 、贸易致危（CT） 8个级别。 中国濒危植物红皮书,国家重点保护野生动植物名录,“国家重点保护野生动物名录” 分I级和II保护动物； 19

15、88年12月10日国务院批准； 1989年1月14日中华人民共和国林业部、农业部令第1号发布； 自1989年1月14日施行。 “国家重点保护野生植物名录” 分I级和II保护植物； 国务院1999年8月4日批准； 国家林业局 农业部令第4号 1999年9月9日施行。,物种多度与丰富度 多度(abundance):一定范围内的个体数量（种群密度）。 丰富度(richness):一定范围内的物种多寡。 种群密度的估计方法： 绝对密度(absolute density)估计:单位面积或空间上的个体数量。 相对密度(relative density)估计：表示个体数量多少的相对指标。,种群多度的估计,绝

16、对密度,绝对密度(absolute density)估计：总数量调查(total count) ：计数某地段全部生活的个体数量。 取样调查(sampling methods) ：计数种群的一小部分用以估计种群整体。 样方法(use of quadrats)：在若干样方中计数全部个体，然后将其平均数推广，来估计种群整体。 标记重捕法(mark-recapture methods) ：在调查地段中，捕获一部分个体进行标志，然后放回，经一定期限后进行重捕。根据重捕中标志的比例，估计个体的总数。 去除取样法(removal sampling) ：以单位时间的捕获数（Y）对捕获累积数（X）作图，得到一条回归直线，直线在X轴上的截距为估计的种群数量。,去除取样法估计种群数量,单 位 时 间 捕 获 量 （只 周）,捕获累积数（只）,