種群生態(tài)學(xué) 2

1、第三篇 種群生態(tài)學(xué),第一章、種群生態(tài)學(xué)概論第二章、種群間的相互關(guān)系第三章、種群的生殖和生活史對策第四章、應(yīng)用種群生態(tài)學(xué),第一章 種群生態(tài)學(xué)概論,一、種群 同一物種在一定空間和一定時間的個體的集合體。是具有潛在互配能力的個體。種群是物種具體的存在單位、繁殖單位和進化單位，也是群落的基本組成成分。,第一節(jié) 種群的基本概念,二、種群和種(物種)的關(guān)系： *種是能夠相互配育的自然種群的類群。不同種之間存在生殖隔離現(xiàn)象，是一個分

2、類單元。*一個物種可以包括不同地區(qū)的許多種群;*不同種群之間存在明顯的地理隔離,長期隔離有可能發(fā)展為不同亞種,甚至產(chǎn)生新的物種。,野驢種群,第一節(jié) 種群的基本概念,三、種群的類型(按研究對象分)： 自然種群、 實驗種群、 單種種群、 混種種群。,第二節(jié) 什么是種群生態(tài)學(xué),定義： 研究種群數(shù)量動態(tài)與環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)，研究內(nèi)容：定量地研究種群的出生率、死亡率、遷入和遷出率；了解影響種群波動

3、的因素及種群存在、發(fā)生的規(guī)律;了解種群波動所圍繞的平均密度及種群衰落、滅絕的原因;研究目的: 調(diào)控種群,第三節(jié) 種群的基本特征,一、種群密度 種群單位空間內(nèi)個體的數(shù)量。密度是種群最基本的參數(shù)。1.絕對密度（absolute density）和相對密度（relative density）。 前者指單位面積或空間上的個體數(shù)目； 后者指個體數(shù)量多少的相對指標，種群的相對密度和生物的大小及該生物所處的營養(yǎng)級有關(guān)。,2.原始密度（cr

4、ude density）和生態(tài)密度（ecological density）原始密度：種群每單位空間內(nèi)個體的數(shù)量生態(tài)密度：種群內(nèi)有些空間不適應(yīng)生物存在，按該生物種群活動實際占有的面積計算的密度。,3.生物量：單位面積或空間內(nèi)所有個體的鮮物質(zhì)或干物質(zhì)的重量。如水生藻類種群密度的統(tǒng)計。,常用的密度統(tǒng)計方法是“樣方法”，即通過現(xiàn)場隨機捕獲生物的數(shù)量來推測該種生物種群密度的方法。,種群密度的統(tǒng)計方法：,例：對不斷移動的動物種群采用標志重捕

5、法，即在調(diào)查樣地上，捕獲一部分個體進行標記后釋放，經(jīng)一定期限進行重捕。根據(jù)重捕取樣中標記比例與樣地總數(shù)中標記比例相等的假設(shè)，來估計樣地中被調(diào)查動物的總數(shù)。其計算方法是: N : M = n : m, 即: N = M×n/m式中,N--樣地上個體總數(shù)；M--標記數(shù)； n--重捕個體數(shù)；m--重捕中標記數(shù)。,,習(xí)題：某研究小組在對四川西部某塊大型野生草場的野兔進行生態(tài)學(xué)研究時，為了統(tǒng)計這塊草場內(nèi)總的野兔數(shù)量，初期在這個草場

6、的不同區(qū)域捕捉了30只野兔，在每只野兔腿上系上紅絲線后放回草場，一個星期后重新在這個草場內(nèi)的不同區(qū)域捕捉了45只野兔，發(fā)現(xiàn)其中被系紅絲帶的野兔數(shù)量是12只，請你幫助該研究小組估算這個草場里總的野兔數(shù)量是多少？,第三節(jié) 種群的基本特征,二、種群的分布型1.定義: 種群在一個地區(qū)的個體分布方式，即種群個體是如何在空間配置的。,第三節(jié) 種群的基本特征,⑴隨機分布:每個個體的位置不受其他個體分布的影響。較少見。只有當(dāng)環(huán)境均一，資源在全年平

7、均分配且種群內(nèi)成員間的相互作用并不導(dǎo)致任何形式的吸引和排斥時才可能出現(xiàn)。,2.種群的三種分布類型： 均勻分布、隨機分布、集群分布,第三節(jié) 種群的基本特征,⑵均勻分布:個體間的距離比隨機分布更為一致。其分布距離的均勻主要是由于種群成員間進行種內(nèi)競爭引起的。,⑶集群分布:個體呈疏密不均勻的分布，又稱聚集分布；種群分布中最常見的類型。集群的大小和密度可能差別很大。,①隨機的； ②均勻的； ③集群的,3.種群分布類型的定量判斷:

8、通過檢驗方差/平均數(shù)比值的方法來判斷：取樣調(diào)查時，取n個樣本，每個樣本中個體數(shù)為x，其平均數(shù)為m，則其分散度（方差S）可由下式取得： 若0≤S2／m1，呈集群分布。,,練習(xí)：在調(diào)查某片大型雪松林的分布型時，隨機取了10*10米2六個樣方，每個樣方中的個體數(shù)目分別為24， 26，35， 21， 30，36株，請你判斷該片雪松林的種群分布型？,4.種群分布型的特性：強度，粒性分布區(qū)內(nèi)，種群的密度變化范圍越大，其強度越大；如

9、果種群分布區(qū)內(nèi)每個集群很大，而且各集群間間距也大，就為粗粒型分布；反之種群分布區(qū)內(nèi)每個集群很小，各集群間間距也小，就為細粒型分布。,第三節(jié) 種群的基本特征,三、種群的出生率和死亡率1.出生率 生理出生率(最大出生率):在理想條件下所能達到的最大出生數(shù)量。 生態(tài)出生率(實際出生率):在一定時期內(nèi),種群在特定條件下實際出生數(shù)量是內(nèi)外因素共同作用影響的結(jié)果。,影響出生率的因素: a.性成熟速度; b.每次產(chǎn)仔數(shù)

10、; c.每年生殖次數(shù); d.生殖年齡的長短。,第三節(jié) 種群的基本特征,2.死亡率 生理死亡率(最小死亡率):在最適條 件下個體因衰老而死亡，其種群死亡率降到最低。 生態(tài)死亡率(實際死亡率):在一定條 件下的實際死亡率，許多個體死于各種生物或非生物影響的因素。,3.出生率和死亡率的表示:出生率和死亡率一般都以種群中每單位時間每1000個個體的出生或死亡數(shù)來表示。,如:1983年我國人口出生率18.62‰,人口死

11、亡率7.08‰,,自然增長率=出生率-死亡率,第三節(jié) 種群的基本特征,四、種群的年齡結(jié)構(gòu) 年齡結(jié)構(gòu)（age ratio）：各個年齡級的個體數(shù)目在種群個體總體中占有的比例。按從小到大齡級比例繪圖，即是年齡金字塔（age Pyramid），它表示種群的年齡結(jié)構(gòu)分布（population age distribution）。,種群的年齡分為三種生態(tài)年齡,即3個年齡組: 生殖前期、生殖期、生殖后期3種主要的年齡結(jié)構(gòu)類型:

12、 增長型、穩(wěn)定型、衰老型,種群的年齡結(jié)構(gòu)與種群的增長率r之間有著密切的依存關(guān)系，r的最適值取決于穩(wěn)定的年齡結(jié)構(gòu)。年齡結(jié)構(gòu)一般很少用于植物種群的研究。,第三節(jié) 種群的基本特征,,五、性比率（Sex ratio）是反映種群中雄性個體（♂）和雌性個體（♀）比例的參數(shù)。受精卵的♂與♀比例，大致是1:1，這是第一性比，幼體成長到性成熟這段時間里，由于種種原因，♂與♀的比例變化，至個體開始性成熟為止，♂與♀的比例叫做第二性比，此后，還會有成

13、熟的個體性比叫第三性比。,大多數(shù)生物種群都傾向于雌雄性別比率為1∶1，即雌雄個體在種群中各占一半。動物出生時的性比率，一般是雄性多于雌性，但在較老的年齡組，則雌性多于雄性，總的趨勢是隨著年齡的增長雄性死亡率高于雌性。性比也受環(huán)境因素影響,如食物的豐歉，如赤眼蜂,當(dāng)食物短缺時,雌性比例下降。,第三節(jié) 種群的基本特征,六、多型現(xiàn)象 種群內(nèi)的個體在形態(tài)、生殖力、體重及其他生理生態(tài)習(xí)性上產(chǎn)生差異,而出現(xiàn)種群內(nèi)不同生物型。這種不同不單表

14、現(xiàn)在♀♂相異,同性個體也有不同。如飛虱長、短翅; 社會性昆蟲等,第二章 種群間的相互關(guān)系,第一節(jié) 種群相互關(guān)系的類型,兩種群間可能存在的各種相互關(guān)系 關(guān)系類型 關(guān)系特點 競爭(- -) 彼此互相抑制 捕食(+ -) 種群A殺死或吃掉種群B一些個體 寄生(+ -) 種群A寄生于種群B,并有害于后者 中性(0 0)

15、 彼此互不影響 共生(+ +) 彼此互相有利,專性 互惠(+ +) 彼此互相有利,兼性 偏利(+ 0) 對A種群有利,對種群B無利害 偏害(- 0) 對A種群有害,對種群B無利害,第二節(jié) 競爭,競爭: 生活在同一地區(qū)的兩個物種,由于利用相同的資源,導(dǎo)致每一個物種的數(shù)量下降,即兩種群彼此發(fā)生有害影響。,競爭可

16、分為干擾競爭和利用競爭。干擾競爭:一種動物借助于行為排斥另一種動物使其得不到資源。如:紅翅鶇和黃頭鶇。利用競爭:一個物種所利用的資源對第二個物種也非常重要,但兩個物種并不發(fā)生直接接觸。如:螞蟻、嚙齒動物都以植物種子為食。,第二節(jié) 競爭,一、競爭排除 兩個種群競爭時,一個種群最終將另一個種群完全排除掉,并使整個系統(tǒng)趨向飽和的現(xiàn)象。結(jié)論: 兩個生態(tài)學(xué)上完全相同的物種不可能同時同地生活在一起;不同物種要實現(xiàn)在飽和環(huán)境和競爭群落中的

17、共存,必須具有某些生態(tài)學(xué)的差異。,種內(nèi)競爭,同樣年齡大小的固著生活生物中,競爭個體不能通過運動逃避競爭，因此競爭中失敗者死去,這種競爭結(jié)果使較少量的較大個體存活下來，這一過程叫自疏（shlf-thinning）。,密度制約,擴散領(lǐng)域性自疏,適合度下降,,,競爭,第二節(jié) 競爭,二、實驗條件下的種群競爭 二個例子: 大草履蟲和雙小核草履蟲 兩種谷盜競爭,擬谷盜和鋸谷盜,第二節(jié) 競爭,三

18、、在自然條件下的種群競爭 (1)生活在同一地區(qū)的近緣物種生態(tài)學(xué)研究: 近緣物種在形態(tài)生理生態(tài)方面相似,因生活在同一地區(qū),競爭激烈,迫使其在生態(tài)學(xué)上發(fā)生分化,表現(xiàn)在3方面: 第一:利用不同的生境或微生境 第二:吃不同的食物 第三:在不同的時間出來活動,(2) 特征替代現(xiàn)象: 同地分布的近緣種之間的差異往往比異地分布時所表現(xiàn)的差異大。因同地分布時,彼此由于競爭而發(fā)生分化,而異地分布時,

19、由于無競爭而分化不明顯。（3）群落的分類組成,第二節(jié) 競爭,(4) 對所謂“不完全”動植物區(qū)系及生態(tài)位相應(yīng)變化的研究 如:海島即屬于這種區(qū)系 在海島上缺少大陸上許多物種,侵入海島的物種擴展其生態(tài)位,利用一些新生境資源,因此其數(shù)量比大陸多,生境也更廣,覓食技巧更多樣。例百慕大島上的鳥類。,第三節(jié) 協(xié)同進化,一、概念 一個物種的進化必然會改變作用于其它生物的選擇壓力,引起其它生物也發(fā)生變化,這些變化反過來引

20、起相關(guān)物種的進一步變化。 如捕食者和獵物之間的相互作用二、昆蟲與植物間的關(guān)系 相似于捕食者與獵物之間的相互作用三、大型食草動物與植物的協(xié)同進化,第三節(jié) 協(xié)同進化,四、互惠物種間的協(xié)同進化 對雙方都有好處,當(dāng)離開時雙方都能生存。如:蚜蟲和螞蟻,第三節(jié) 協(xié)同進化,五、協(xié)同適應(yīng)系統(tǒng)協(xié)同進化不僅存在于一對物種間,也存在于同一群落的所有成員之間。 個體或親緣個體----相關(guān)物種的巨大選擇壓力-----生態(tài)系統(tǒng)的進化。

21、,第三章 種群的生殖和生活史對策,第一節(jié) 進化、生態(tài)學(xué)與適應(yīng)性 在研究生態(tài)學(xué)時應(yīng)注意運用進化觀點。 進化壓力對生物的影響反映在生物自身適應(yīng)性上。 凡是能夠以其繁殖和生存的進程來最大限度地適應(yīng)所處環(huán)境的個體,都是有利于進化的,這種生殖和生存的進程就代表著其“生活史對策”,或稱生態(tài)對策。,第二節(jié) 種群的生殖對策,一、動物種群的生殖對策,調(diào)整窩卵數(shù)，如鳥類依據(jù)食物供應(yīng)量調(diào)節(jié)生殖能力，如荔枝螺生殖具有一定的時間節(jié)律，推遲胚囊植

22、入，延緩生殖進程如鼬,二、植物種群的生殖對策,植物將能量在營養(yǎng)器官和生殖器官之間進行分配，植物對生殖能量進行再分配：種子小、數(shù)量多或者種子大、數(shù)量少。,第三節(jié) 種群的生活史對策,一、生活史對策的類型及一般特征 對策:表示生物體對其所處生存環(huán)境條件的不同適應(yīng)方式,是物種在不同棲息環(huán)境條件的不同適應(yīng)方式。 兩種典型的生態(tài)對策: r對策種群(reproduction,生殖力強) k對策種群(環(huán)境負荷量，

23、),第三節(jié) 種群的生活史對策,r對策種群: 生活在條件嚴酷和不可預(yù)測環(huán)境中的種群,其死亡率通常與種群密度無關(guān),種群內(nèi)個體常把較多的能量用于生殖,而把較少的能量用于生長、代謝和增強自身競爭能力。,k對策種群:生活在條件優(yōu)越和可預(yù)測環(huán)境中的種群,其死亡率通常由種群密度相關(guān)因素引起,生物間存在激烈競爭,種群內(nèi)個體常把更多的能量用于生殖以外的其它各種活動。,r類與k類對策特征比較,r類 k類氣候條件 可變,不確定的

24、 穩(wěn)定或可測,較為確定死亡率 災(zāi)難性,非直接密度制約 較為直接,密度制約 種群大小 可變,不平衡, 穩(wěn)定,平衡的, 不飽和,每年需移植 飽和,不必重新移植競爭 松弛,可變 常保持 快速發(fā)育，生育提早 緩慢發(fā)育,競爭力強，選擇有利性 體型小,繁殖1次 延遲發(fā)育,體型大,多次繁殖壽命

25、 短,常少于一年 長,常長于一年,總之，r 對策有利于種群的繁殖，k對策有利于種群有效利用他們的生境,第四章 應(yīng)用種群生態(tài)學(xué),圍繞以下三方面開展研究: 對已在開發(fā)利用的動植物種群加 強科學(xué)管理,保持其種群的穩(wěn)定性； 設(shè)法增加瀕危物種的種群數(shù)量,避免其滅絕； 控制有害生物的種群數(shù)量,使其保持在經(jīng)濟允許的閾值以下。,第一節(jié) 種群的最大持續(xù)產(chǎn)量,持續(xù)產(chǎn)量：某收獲量能夠保持長期穩(wěn)定而不使種群數(shù)量下降,該收獲

26、量被稱為~。最大持續(xù)產(chǎn)量:對某一特定種群,持續(xù)產(chǎn)量不是一個固定不變的值,依不同的種群水平和不同管理技術(shù)可有很多值.若取得比某持續(xù)產(chǎn)量更大的產(chǎn)量造成種群數(shù)量的下降,該持續(xù)產(chǎn)量稱為~。,第一節(jié) 種群的最大持續(xù)產(chǎn)量,在實際應(yīng)用中,用于種群管理的方法:1.固定限額:按最大持續(xù)產(chǎn)量的估算值,在每個收獲期從種群中拿走一定比例個體,收獲量應(yīng)與種群再生量相等。,2.漁獵管制:規(guī)定狩獵和垂鉤的季節(jié)人數(shù)。3.動態(tài)庫模型:假定其自然死亡發(fā)生在生

27、命的早期,捕撈死亡不能算作自然死亡。 因此,靠選用適當(dāng)捕撈工具來控制死亡率。(如選用一定大小網(wǎng)眼的魚網(wǎng)捕魚,以便捕捉一定大小的魚)。,第二節(jié) 野生生物種群及棲息地的保護恢復(fù),一、對靶標物種生物學(xué)、生態(tài)學(xué)和行為學(xué)的科學(xué)研究為種群重建工作提供資料和信息。二、完善的保護法、嚴格的執(zhí)法、足夠的財政資助公眾的參與意識等。,三、建立合理的自然保護區(qū)1.保護小種群所需的生存環(huán)境,避免各項建設(shè)、墾荒和伐木所造成的干擾。2.從特定生態(tài)系統(tǒng)擴展到更大

28、的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng),使保護區(qū)的面積更大。,第二節(jié) 野生生物 種群及棲息地的保護恢復(fù),3.把一個生境斑塊與另一個生境斑塊連接起來的“走廊”可增強破碎種群的完整性和穩(wěn)定性。4.除棲息地保護之外,對很多遷移習(xí)性野生動物,最重要的越冬棲息地的保護。,第五節(jié) 種群和棲息地的破碎 -珍惜物種的保護,由于環(huán)境的惡化，人類的亂捕濫獵，各種野生動物的生存正在面臨著各種各樣的威脅?，F(xiàn)在每天都有100多種生物從地球上消失。我國也已經(jīng)有1

29、0多種哺乳類動物滅絕，還有20多種珍稀動物面臨滅絕。,它們的滅絕會導(dǎo)致許多可被用于制造新藥的分子歸于消失，還會導(dǎo)致許多有助于農(nóng)作物戰(zhàn)勝惡劣氣候的基因歸于消失，甚至引起新的瘟疫，由此所造成的損失是我們永遠也無法挽回的。,人類和動物數(shù)量變化圖,上世紀中國滅絕的10種野生動物,（1）新疆虎(1916年滅絕)  （2）普氏野馬(20世紀60年代滅絕)  （3）高鼻羚羊(20世紀60年代滅絕) （4）臺灣云豹(1972年

30、滅絕)  （5）直隸獼猴(20世紀80年代滅絕),（6）白頭鸛(滅絕年代不詳)   （7）豚鹿(20世紀70年代滅絕) （8）小齒靈貓(20世紀80年代滅絕) （9）鐮翅雞(2000年宣布滅絕) （10）冠麻鴨(20世紀中葉滅絕),1.原產(chǎn)羅布泊和塔里木河下游,1916年由斯文見于羅布泊、庫爾勒。瑞典探險家斯文在其《羅布泊探險》一書中對當(dāng)?shù)厝嗣枋龌⒌倪z骸被蟻類吞噬的情景進行了記述。,新疆虎,普氏

31、野馬,2.普氏野馬,又名蒙古野馬。1881年,俄國的普熱爾瓦爾斯基在新疆發(fā)現(xiàn),并命名。1890年,一德國人從中國捕到52匹野馬, 販運到漢堡后,僅剩28匹, 8匹繁殖了后代。真正野馬的最后一次觀察記錄在20世紀60年代,此后再無蹤跡。,,高鼻羚羊,3.20世紀60年代以前,在新疆準噶爾盆地、北塔山等地區(qū)有不連續(xù)分布,此后再無蹤影。,4.臺灣云豹,又名龜文豹。上個世紀60年代尚有獵取記錄,因森林的砍伐，對皮毛、豹骨的需求,其數(shù)量直線下降。

32、1972年始,寶島不再有豹。,臺灣云豹,5.直隸獼猴曾是中國分布最北的靈長類動物,河北霧靈山便是作為獼猴分布北限設(shè)立的國家級自然保護區(qū)。進入20世紀后,人們涌入霧靈山地區(qū)砍伐，直隸獼猴滅絕于霧靈山。,6.白頭鸛，一種大型涉禽,集群生活在沿海及內(nèi)陸沼澤、泛洪區(qū)。上世紀50年代后就一直無野生報道,因此斷定,中國境內(nèi)可能滅絕。,7.豚鹿,我國僅在云南耿馬和西盟縣邊界發(fā)現(xiàn)過。科學(xué)家在上世紀60年代調(diào)查時僅僅發(fā)現(xiàn)了屈指可數(shù)的幾只,上世紀80年代再

33、做調(diào)查時,已絕跡。,8. 小齒靈貓,國內(nèi)僅分布于滇南西雙版納勐臘和勐養(yǎng)。除20世紀70年代在勐臘曾獲2個標本,在景洪、勐養(yǎng)收購到3張皮子外,上個世紀80年代后再無蹤影,估計已經(jīng)滅絕。,9.鐮翅雞分布于小興安嶺及黑龍江下游,國外見于西伯利亞。1986年、1987年調(diào)查時,已無蹤影。2000年新華社發(fā)布消息,黑龍江動物所經(jīng)5年調(diào)查,沒有發(fā)現(xiàn)鐮翅雞,當(dāng)?shù)乩习傩找惨褞资隂]有見到。,10.冠麻鴨,又名鳳頭麻鴨,原產(chǎn)中國東北、日本、朝鮮

34、、俄羅斯。人們曾于1877年、1913年、1916年分別發(fā)現(xiàn)過。直到1964年5月16日,在海參崴出現(xiàn)過一雄二雌三只,但后又神秘地消失。估計冠麻鴨已于20世紀中葉滅絕。,第六節(jié) 商業(yè)捕鯨與鯨種群的保護,在全世界的海洋上，廣泛分布著近百種鯨類動物-體型碩大的藍鯨、露脊鯨，通身光滑的海豚等。鯨類一直都被人類認為是海洋大獸。然而，鯨的龐大卻敵不過人類的貪婪與殘忍。當(dāng)今世界最主要的捕鯨國分別是日本、挪威、冰島，在那里每年有1400頭鯨因此走上了

35、不歸之路。從1986年至今的二十年間，這三個國家已經(jīng)捕殺了超過15000頭鯨。,1986年，世界捕鯨委員會(IWC)通過《全球禁止捕鯨公約》，嚴格禁止世界各國進行商業(yè)捕鯨。1987年，這一禁令出現(xiàn)了松動，允許"以研究為目的"的限量捕鯨活動。于是，日本便打著"科學(xué)考察"的旗號，駕駛“調(diào)查船隊”隨季節(jié)南北奔走，繼續(xù)捕殺鯨魚，其觸角已經(jīng)伸向南極地帶。,日本2006年度向全世界宣布的捕鯨“配額”為——12

36、40頭。2006年5月，日本外交部向其執(zhí)政黨提交的報告中指出，在出席第58屆國際捕鯨委員會大會的國家中，將有34個國家支持日本的捕鯨立場，而反捕鯨國家有32個。日本2007年將捕殺９３５頭小須鯨和１０頭瀕臨滅絕的長須鯨，以作為“科學(xué)研究項目”的一部分。,捕鯨炮正在向一頭鯨發(fā)射,鯨被捕殺后將要進行進一步加工,日本市場出售的鯨肉,一個被切割下來的鯨頭,有多少生命可以重來！地球生物需要我們共同來保護，你能做些什么呢？,THANKS,返回,鋸谷