种群生态学电子教案课件

《种群生态学电子教案课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《种群生态学电子教案课件（91页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、种群生态学,-种群生态学的基本概念和理论,第一章 种群生态学概论,第一节 种群的基本概念 一、种群 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. 二、区别种群和种(物种)的概念 种是能够相互配育的自然种群的类群.不同种之间存在生殖隔离现象.是一个分类阶元. *一个物种可以包括许多种群; *不同种群之间存在明显的地理隔离,长期隔离有可能发展为不同亚种,甚至产生新的物种.,第一节 种群的基本概念,三、种群是构成物种的基本单位,也是构成群落的基本单位(组成成分) 四、种群的类型(按研究对象分) 自然种群 实验种群 单种种群 混种种群,第二节 什么是种群生态学,也即种群生态

2、学研究的内容 定量地研究种群的出生率、死亡率、迁入迁出率 了解影响种群波动的因素及种群存在、发生规律; 了解种群波动所围绕的平均密度及种群衰落、灭绝的原因; 目的: 调控种群,第三节 种群的基本特征,一、种群的密度 每个单位空间内个体的数量. 密度是种群最基本的参数, 也是种群重要的参数之一. 种群密度和生物的大小及该生物所处的营养级有关.,第三节 种群的基本特征,二、种群的分布型 1.定义: 种群在一个地区的分布方式,既个体如何 在空间配置的. 或种群在一定空间的个 体扩散分布的一定形式. 2.研究分布型的现实意义 抽样设计方案 数据处理 扩散行为,第三节 种群的基本特征,3.种群分布型的类

3、型 均匀分布、随机分布、集群分布 随机分布:每个个体的位置不受其他个体分布的影响. 可用泊松分布概率公式表示: Px=e-m mx/x! Px: 一个样方含x个个体的概率(理论值E) x: 各样方含x个个体 m: 样方密度的平均值,第三节 种群的基本特征,均匀分布:个体间的距离比随机分布更为一致. 可看作是随机分布的特例. 集群分布:个体呈疏松不均匀的分布. 又称聚集分布. 是最常见的类型. 集群分布一般可分为核心分布型和负二项分布型 核心分布型(奈曼分布): 分布不均匀,个体形成很多小集团或核心,核心之间的关系是随机的. 其概率公式可表示为:,第三节 种群的基本特征,Px=m1m2e-m2/

4、x m2r/r! 其中: m1 =m2/(s2-m); m2=s2/(m-1) m为平均密度 负二项分布型(嵌纹分布):个体分布疏密相嵌,很不均匀. 其概率公式可表示为: Px=(m/p +x-1)(p+1)-k-x px/(x!m/p-x!)! 其中:p=s2/m -1 m为平均密度,第三节 种群的基本特征,4.种群分布型的计算 频次分布法: 根据分布型的理论概率分布通式计算出理论概率和理论频次; 用x2检验法分别检验理论频次和实测频次的吻合度,来判断属何种分布型. 分布型指数法 a:空间分布指数(扩散系数) I=s2/m 当I=1,随机分布;I1,集群分布.,第三节 种群的基本特征,b:

5、k值法 (可不受虫口密度变化而改变) k=m2/(s2-m) 1/k =0,随机分布; 1/k 0,集群分布; 1/k 0,均匀分布. C:聚块指标 m*/m m*：平均拥挤度。 m*/m=(xi2/ xi)-1/m,第三节 种群的基本特征,C:聚块指标 m*/m m*：平均拥挤度。 m*/m=(xi2/ xi)-1/m m*/m=1, 随机分布 m*/m1, 集群分布,第三节 种群的基本特征,d:平均拥挤度m*与平均密度m的回归关系: m* =+m =0, =1, 随机分布 0, =1 =0, 1, 集群分布 0, 1,第三节 种群的基本特征,三、种群的出生率和死亡率 1.出生率 生理出生率

6、(最大出生率):在理想条件下所能达到的最大出生数量. 生态出生率(实际出生率):在一定时期内,种群在特定条件下实际出生数量.内外因素共同作用影响的结果. 影响出生率的因素: a.性成熟速度; b.每次产仔数; c.每年生殖次数; d.生殖年龄的长短.,第三节 种群的基本特征,2.死亡率 生理死亡率(最小死亡率):在最适条件下个体因衰老而死亡,其种群死亡率降到最低. 生态死亡率(实际死亡率):在一定条件下的实际死亡率.许多个体死于各种生物或非生物影响的因素. 出生率和死亡率一般都以种群中每单位时间每1000个个体的出生或死亡数来表示.,第三节 种群的基本特征,四、种群的年龄结构 种群的年龄分为三

7、种生态年龄,即3个年龄组: 生殖前期、生殖期、生殖后期 3种主要的年龄结构类型: 增长型、稳定型、衰老型,第三节 种群的基本特征,五、性比 大多数生物的自然种群内个体比率常为1:1 出生时雄性多于雌性,随年龄增长,雌性多于雄性. 性比也受环境因素影响,如食物的丰歉. 如赤眼蜂,当食物短缺时,雌性比例下降.,第三节 种群的基本特征,六、多型现象 种群内的个体在形态、生殖力、体重及其他生理生态习性上产生差异,而出现种群内不同生物型. 这种不同不单表现在相异,同性个体也有不同. 如飞虱长短翅; 社会性昆虫等,第二章 种群的增长,或称种群的生长速率和生长型 目的和内容:认识种群数量上的动态,用数学模型

8、加以描述,进而分析其数量变动规律,预测未来数量动态趋势. 按时间函数的连续或不连续,可分两类.,第一节 种群的几何级数增长(世代离散性生长模型),适应: 一年一个世代,一个世代只生殖一次 R0=Nt+1/Nt Nt: 种群在t时刻的数量; Nt+1: 种群在t+1时刻的数量; R0: 每个世代的净生殖率(繁殖速率),第一节 种群的几何级数增长(世代离散性生长模型),一、R0恒定 由 Nt+1 = R0Nt 可得 Nt=R0tN0 (R01,增长;R0=1,不增不减;R01,下降) 很多生物一生可繁殖多次. 把在一定时期内的增长率看成周限增长率() 则: Nt= tN0,第一节 种群的几何级数增

9、长(世代离散性生长模型),二、R0随种群密度变化时 种群密度高时,因食物短缺流行病等, 死亡率增大,种群密度与繁殖速率存在负的直线相关. R0=1-B(N-Neq) N:种群实际观察密度; Neq:种群平衡密度 N-Neq=Z: 对平衡密度的偏离; B:直线斜率 所以: Nt+1 = R0Nt=(1-BZ)Nt,第一节 种群的几何级数增长(世代离散性生长模型),讨论: 种群数量Nt+1决定于R0、Nt;而R0往往是不恒定的.除上述讨论的与种群密度有关外,在自然界还与天敌气候等相关,组成函数R0=f(x),然后代入方程Nt+1 = R0Nt, 组成一个复杂的预测模型.,第二节 种群的指数增长(世

10、代连续性生长模型),适应: 世代重叠,生活史短,无特定繁殖期 在无限环境中的几何增长;繁殖速率恒定 可用微分方程表示: dN/dt=(b-d)N dN/dt: 种群的瞬时数量变化 b、d: 每个体的瞬时出生率、死亡率 b-d=r: 瞬时增长率(内禀增长率:种群固有的内在增长能力) dN/dt=r N dN/N=r dt,第二节 种群的指数增长(世代连续性生长模型),对上式积分可得: Nt=N0ert Nt: t时刻的种群数量; N0: 种群起始个体数量; e:自然对数的底 此即在无限自然资源(食物 空间)中作指数函数曲线生长的模型; 利用此模型可计算未来任一时刻种群个体数,第三节 种群的逻辑斯

11、谛增长(在有限环境中),适应: 世代重叠,连续性生长;在有限环境中的增长;繁殖速率不恒定 环境容纳量:由环境资源所决定的种群限度.即某一环境所能维持的种群数量. “拥挤效应”:种群增加一个个体时,瞬时对种群产生一种压力,使种群的实际增长率“r”下降一个常数c. dN/dt=N(r-cN) 见图,第三节 种群的逻辑斯谛增长(在有限环境中),dN/dt=N(r-cN) N K, dN/dt=0, r-cN=0 , c=r/k dN/dt=rN(1-N/k)=rN(k-N)/k (k-N)/k:逻辑斯谛系数 Nk,种群下降; N=k,种群不增不减;Nk种群上升 求其积分:Nt=k/1+(k/N0-1

12、)e-rt,第三节 种群的逻辑斯谛增长(在有限环境中),应具备: 第一:具有稳定的年龄分布. 第二:对种群密度测定有恰好的单位. 第三:每个体增长率与种群大小成线性关系. 第四:种群密度对增长率的影响是瞬时作用,不存在时滞效应.,第四节 对种群增长模型的修正,一、 离散型有时滞的模型 Nt+1 = R0Nt=(1-BZt-1)Nt 即用t-1(上一代)的Z值, 不用当代Z值 二、逻辑斯谛生长的时滞模型 dN/dt=rNt-g(k-Nt-w)/k g为生殖时滞; w为反应时滞(作用时间时滞),第三章 种群生命表及分析,生命表方法是种群生态学研究的一个重要内容. 生命表方法是研究种群数量变动机制和

13、制定数量预测模型的一种重要方法,第一节 生命表的基本概念,一、生命表的定义 生命表是按种群生长的时间,或按种群的年龄(发育阶段)的程序编制的,系统记述了种群的死亡或生存率和生殖率. 是最清楚、最直接地展示种群死亡和存活过程的一览表. 最初用于人寿保险. 对研究人口现象和人口的生命过程有重要的意义.,第一节 生命表的基本概念,二、生命表的主要优点 1. 系统性: 记录了从世代开始至结束. 2. 阶段性: 记录各阶段的生存或生殖情况. 3. 综合性: 记录了影响种群数量消长的各因素的作用状况. 4. 关键性: 分析其关键因素,找出主要因素和作用的主要阶段.,第二节 生命表的一般构成,了解生命表中常

14、见的参数和符号 x: 按年龄或一定时间划分的单位期限.(如:日、周、月等) nx: x期开始时的存活率 dx: x期限内(xx+1)的死亡数 qx: x期限内的死亡率,常以100 qx 和1000 qx表示 qx= dx/ nx lx: x期开始时存活个体的百分数. lx = nx/n1,第二节 生命表的一般构成,Lx: xx+1期间的平均存活数目 (nx+nx+1)/2 Tx: x期限后平均存活数的累计数 Tx=Lx ex: x期开始时的平均生命期望值 ex=Tx/nx nx dx是直接观察值,其余参数为统计值,第三节 生命表建立的一般步骤,一、设计、调查: 根据研究对象的生活史、分布及各类

15、环境因子特点,确定调查取样方案. 二、根据研究对象、目的确定生命表类型: 如: 特定时间生命表(适合实验种群的研究) 特定年龄生命表(适合自然种群的研究、记录各发育阶段dx的死亡原因,死亡原因一栏用dxf表示),第三节 生命表建立的一般步骤,三、合理划分时间间隔 在了解其生物学的基础上,合理划分时间间隔,可采用年、月、日或小时等. 但野外(如对自然种群)要得到有关生物年龄资料较困难. 可通过鉴定它们死亡时的年龄,对dx作出估计. 四、制表、生命表数据分析,第四节 特定时间生命表,又称静态生命表.生命表中常见的形式. 适用:于世代重叠的生物,在人口调查中也常用 优点: 容易使我们看出种群的生存、生殖对策; 可计算内禀增长率rm和周限增长率 编制较易. 缺点: 无法分析死亡原因或关键因素 也不适用于出生或死亡变动很大的种群.,第四节 特定时间生命表,一、 例: 一个假定的特定时间生命表 x nx dx Lx Tx ex 1000qx 1 1000 300 850 2180 2.18 300 2 700 200 600 1330 1.90 286 3 500 200 400 730 1.46 400 4 300 200 200 330 1.10 667 5 100 50 75 130 1.30 500 6 50 30