种群特征,种群增长模型,种内、种间关系,生态对策,种群调节,问题与讨论,第5章 种群生态学,1．种群生活史life history ——一个生物从出生到所经历的全部过程称为生活史（life history）或生活周期（life cycle） 表现的主要特征(main characteristics)： 个体大小：是生物的遗传特征，与生活周期长短有很好相关性 生长与发育速度：呈“S”形生长曲线，包括停滞期、指数期、静止期四、种群的生活史(life history)、进化和选择(selection),繁殖(reproduction)：指有机体生产出与自己相似后代的现象，是生物形成新个体所有方式的总称包括： 有性生殖（sexual reproduction）：通过两性细胞核的结合形成新个体的繁殖方式 无性生殖（asexual reproduction）： 孢子生殖（spore reproduction）：生殖细胞即孢子不经过有性过程而直接发育成新个体的繁殖方式 营养繁殖（vegetative reproduction）： 繁殖与物种的生存和发展关系极密切，它是生活史中的核心问题(essential problem)。
扩散(dispersion)：指生物个体或繁殖体从一个生境转移到另一个生境中 ① 植物的扩散（繁殖体的传播）： 扩散形式——水力、动物（人）、风力各自有特殊的适应性 ② 动物扩散（主动扩散） 扩散形式——迁出、迁入、迁移 迁出（emigration）——分离出去而不再归来的单方向移动 迁入（immigration）——进入的单方向移动 迁移（migration）——周期性的离开和返回（回游、迁徙） ③ 动植物扩散的生物学与生态学意义 可以使种群内和种群间的个体得以交换，防止长期近亲繁殖而产生不良的后果； 可以补充或维持正常分布区以外的暂时性分布区域的数量； 扩大种群分布区2、性选择（sexual selection）,性选择理论 Darwin的理论 性选择（sexual selection）：达尔文在1871年首先使用，主要是指通过选择使某一性个体在寻求配偶时获得比同性其他个体更有竞争力的特征 Trivers的理论 在雄性不承担任何抚育后代责任的物种中，如果雌性个体具有足够的辨别力，使它所选择的配偶所具有基因质量优于自身，那么，进行有性生殖仍然是有利的具有特定遗传基础的精核与卵细胞优先受精的现象。
主要表现：生理生化和遗传上的特征，包括自交不亲和性、远缘杂交不亲和性、多个花粉精核间的竞争等现象 生物学意义： （1）可保证最适应的两性细胞的高度融合，从而增强后代的存活能力； （2）限制异种之间的自由交配，使种间生殖隔离，从而保证各个种的相对稳定性1）植物的选择受精（selective fertilization）,2）动物的性选择 途径： 性内选择(intrasexual selection) 性间选择(intersexual selection) 形式： 多种多样，主要以异性的外表和行为作为选择依据通常为修饰（ornamentation）、色泽（coloration）、求偶行为等方面，形成明显的雌雄二型（sexual dimorphism）现象动物中，绝大多数是由雄性作出求偶行为： ①鸣叫、鸣啭、发声； ②体色显示，发光； ③释放分泌物； ④身体接触； ⑤舞蹈和婚飞； ⑥求偶喂食； ⑦象征性营巢； ⑧装饰求偶场； ⑨公共竞技场求偶等求偶行为的生态学意义： ①吸引异性； ②防止与异种个体杂交； ③激发对方的性欲望； ④选择最为理想的配偶雌性动物的择偶标准： ①性功能正常者作配偶； ②具有优质基因的异性； ③占有优质领域和资源的雄性个体作配偶； ④有遗传互补性的异性作配偶。
2、性选择（sexual selection）,雌性动物的婚配选择： 精心选择那些携带最好基因型的雄性个体来获得高质量的后代，提高其繁殖成效为此: 雌性往往对雄性个体有敏锐的洞察力，特别对色彩和声音有较高的鉴别力 此外，对雄性的体态、行为特征（如争斗、给饵等）等也有一定的鉴别力，择优选择，保证后代健康3、渐变群（cline）,工业黑化现象（industrial melanism） 桦尺蠖（Bistion betularia），鸟类的捕食作用是决定性的环境选择压力在污染区黑色型占优势，在未污染区则仍以浅色型个体占优势工业黑化是人类目睹的自然选择作用下基因频率变化和物种进化的明显例子广布种的形态、生理、行为和生态特征往往在不同地区有显著的差异，称地理变异它反映了物种种群对于环境选择压力空间变化的反应选择压力在地理空间上的连续变化，导致基因频率或表现型的渐变，形成一变异梯度，称为渐变群4、物种形成 （speciation）,目前广为学者们所接受的是地理物种形成说（geographical theory of speciation）过程大致分为三个步骤： 1）地理隔离 2）独立进化 3）生殖隔离机制的建立 物种形成的方式，一般分为三类： 1）异域性物种形成（allopatric speciation）：巴布亚翠鸟 2）邻域性物种形成（parapatric speciation）：银鸥 3）同域性物种形成（sympatric speciation）：大米草,思考(thinking)： 在资源有限的条件下，生物采取什么样的生长与繁殖对策对种群最有利？,有计划的避孕节育并不是人类的专利。
海鞘计划生育： 澳大利亚昆士兰大学的研究人员发现海鞘可以根据所处环境的性别比例改变生殖细胞的特性 当有过多的雄海鞘时，排出的卵细胞会变得很小，被精子发现的几率就大为下降，因为过多精子与同一个卵子结合会导致卵子的死亡 同样，雄海鞘发现性别比例失调后，为了遗传自己的基因，会排出相比平时更大、更强壮精子，以便存活更长时间，结合更多的卵子5、 进化对策(evolution strategies),生物适应所生存的环境条件并朝有利的方向进化的策略，或生物在生存斗争中获得生存的对策，称为生态对策（bionomic strategy），或生活史对策（life history strategy） 1）生殖对策 2）取食对策 3）逃避捕食对策 4）扩散对策 等等本课程重点介绍生殖对策我跑最快！还能上树！,那家伙给我们准备了晚餐！一起上！,5、 进化对策,繁殖对策（breed strategies） 种子库 种子大小、数量 逆境结实 无性繁殖 生长对策（growth strategies） 早期演替种：早期迅速生长，具有开拓对策（白桦） 后期演替种：早期生长缓慢，具有保守对策（红松）,（1）K对策和 r对策 由麦克阿瑟（MacArthur，1962）首先提出。
K和r即Logistic增长模型中的K和r所代表的含义1）K对策和 r对策,K对策种species with K strategies 特征：个体大、寿命长，出生率低，死亡率低，稳定环境下竞争能力较高，对每个后代投资巨大R对策种species with R strategies 特征：个体小，寿命短，出生率高，死亡率高，在裸地生境具有很强的占有能力，对后代的投资不注重质量，更多的是考虑其数量在植物界表现为种子小，结实量大，能够远距离传播种子1）K对策和 r对策,r-对策和K-对策种群的增长曲线比较,S是稳定平衡点 X是绝灭点,,,,,,,,,,S,X,,,r-对策,K-对策,种群数量Nt,种群数量Nt+1,,,●,●,,●,（1）K对策和 r对策,K选择和r选择的比较,（1) K-r 对策,r-策略者（r-strategistis）是新生境的开拓者，但存活要靠机会，一定意义上是“机会主义者”，很容易出现“突然的爆发和猛烈的破产”k-策略者（K-strategistis）是稳定环境的维护者，在一定意义上是保守主义者，当生存环境发生灾变时，很难迅速恢复，如果再有竞争者抑制，就可能趋向灭绝。
表 r选择和k选择的有关特的比较 (p78),如何判断（how to judge）k-选择和r-选择种？,在动物中(among animals)： 大分类动物间，昆虫可视为r-选择，脊椎动物为k-选择； 分类单位之内，体形大，生育力低，对幼体有良好保护的为典型的k-选择，体形小，生育力高，对幼体怃育时间短的，为典型的r-选择 在植物中(among plants)： 一年生植物如农田杂草，原生和次生裸地的先锋草种属于r-选择，大多数森林树种属于k-选择 生物种群的繁殖策略也是自然选择的结果r-K连续体（ r-K continuum ）,r-选择 和K-选择是两个进化方向的不同类型，从极端的r-选择到极端的K-选择之间有许多 过渡类型，有的更接近于r-选择，有的更接近于K-选择，两者间有一个连续的谱系， 称r-K连续体自然种群具有三个特征 three characteristics：,空间特征spatial feature：具有一定的分布区，即占据一定空间 数量特征quantitative feature：具有一定的大小(个体数量或种群密度)，并随时间变动通常与该物种的营养级及其他生态学、生物学特性相关。
遗传特征genetic feature：种群具有一定的遗传组成生物群落中的各种生物之间的关系主要有3类： ①营养关系 当一种以另一个种活的或死亡残体，或其生命活动的产物为食时，就产生了这种关系 ②成境关系 一个种的生命活动使另一个种的居住条件发生改变 ③助布关系 指一个种参与另一个种的分布，在这方面动物起主要作用它们可以携带植物的种子、孢子、花粉，帮助植物散布 五、种内、种间关系intraspecific nad interspecific relations,NEXT,1、性别生态学(sex ecology) ①两性细胞的结合和亲代投入（parental investment） 亲代投入是指花费于生产后代和抚育后代的能量和物质资源例如有的动物产的卵大，有的卵小，有的一次生产的后代数很多，有的很少，有的精心抚育，有的置之不顾，这些都直接影响亲代投入的强度 ②有性繁殖和无性繁殖 sexual propagation and vegetative propagation ③雌雄同体，性比变化 Hermaphrodite and change of sex ratio 兰科的Cycnochus 和Catasetum，当生长在阳光照着的地方发育成雌株，遮荫处则发育成雄株。
五、种内、种间关系,NEXT,一）种内关系 intraspecific relationship,宁当鸡头，不当凤尾！,2、动物的婚配制度(mating system) 婚配制度类型 单配偶制（monogamy）：天鹅（Cygnus） 多配偶制（polygamy）： 一雄多雌制（polygyny）海狗科(Otaridae) 一雌多雄制（polyandry）距翅水雉（Jacana spinosa） ②决定婚配制度类型的环境因素 ——主要是资源的分布，即食物和营巢地在空间和时间上的分布状况 分布均匀——一雌一雄 点状分布——一雄多雌,五、种内、种间关系 一）种内关系,3、领域性（territoriality,p96） 领域（territory）是指由个体、家庭或其他社群（social group）单位所占据的，并积极保卫不让同种其他成员入侵的空间 保卫领域的方式很多，如以鸟鸣、气味标志或特异的姿势向入侵者宣告具领主的领域范围； 以威胁或直接进攻驱赶入侵者等，称为领域行为（territorial behaviour）NEXT,五、种内、种间关系 一）种内关系,比较重要的概括性原理有： 领域面积随领域占有者的体重而扩大； 食物品质的影响，食肉性的领域面积较同样体重的食草性大； 领域行为和面积往往随生活史，尤其是繁殖。