生物与环境-生态学

普通生物学公共课件北京大学生命科学学院“普通生物学”备课组2015年9月仅供教学，严禁他用\n生物与环境－生态学\n生态学（ecology）生态学:研究生物与其环境相互关系的科学。生态学的研究领域包括三个方面：同种生物个体间相互关系—种群生态学种群间相互关系—群落生态学生物与非生物间相互关系—生态系统生态学\n生物与环境－生态学第一节种群第二节群落第三节生态系统\n种群（population）•居住于同一地区内同一物种的个体构成一个种群，它们有潜在的互配能力，即有基因交流。•种群是物种存在的基本形式，是物种演化的基本单位。\n描述种群特征的参量•种群个体的分布型•种群数量或密度\n种群个体的分布型（distributionpattern)，主要由个体间相互作用及资源分布决定1．集群分布(clumpeddistribution)：个体间互相吸引导致集群分布。2．均匀分布(uniformdistribution)：个体间竞争引起均匀分布。3．随机分布(randomdistribution)：个体间相互作用很弱，呈随机分布。\n种群数量（populationquantity）:种群内个体数目。种群密度（populationdensity）:单位面积、单位体积或单位生境中种群个体的数量。绝对密度：单位面积或空间的实有个体数相对密度：数量的相对高低\n种群数量的调查方法1.总数量调查2.取样调查①样方法②标记重捕法③去除取样法\n①样方法（useofquadrates）烟台海滨栈桥的固着生物种群统计\n②标记重捕法（mark-recapturemethods）N/M=n/mN=M×n/m39×34N=15=88.4\n标记重捕法的前提假设:标记在第二次捕捉时不会丢失;标记的个体不应比未标记的个体承受更高的死亡率;标记的和未标记的个体能充分混合,其空间分布是一样的;在第二次捕捉中,标记的和未标记的个体,被捕捉的概率相等；目标种群在抽样期间没有出生,死亡,迁入与迁出\n鸟类的标记方法苇鹀的环志鸭类中使用的颜色标记\n种群数量的变化，受到多种因素制约，主要有出生（births)死亡（deaths)迁入（immigration)迁出（emigration)\n代间距（generationtime）个体开始生殖的时间与其后代开始生殖的时间之间的平均差距称代间距。其他因素相同的情况下，代间距越短，种群增长越快。46岁岁开开始始繁繁殖殖\n年龄分布对种群数量的影响—年龄金字塔（agepyramid）：任何种群都是由不同年龄的个体组成的，各个年龄组的成员在种群中都占有一定的比例，形成一定的年龄结构。可以把种群分为三个年龄组：生殖前期（prereproductive），生殖期(reproductive)，生殖后期(postreproductive)\n年龄金字塔：底部代表生殖前期年龄组，中部代表生殖期，顶部代表生殖后期年龄组，金字塔宽度代表各年龄组的相对数量。根据生殖前期和生殖期的个体数量比较分为以下三种类型。生殖后期生殖前期稳定型：年龄金字塔上下增长型：年龄金字塔下宽衰退型：年龄金字塔上宽基本同宽，说明各个年龄上窄，生殖前年龄组比生下窄，生殖前期个体数量组数量大致相等，种群数殖期年龄组多，说明后一少于生殖期，种群数量会量稳定。世代的数量比前一世代多，下降。种群数量会增长。\n种群在资源无限条件下呈指数增长（exponentialgrowth）•指数增长模式：种群以生物的最大增长率持续增长，数量开始增长很慢，但随着种群基数加大，增长越来越快。•要满足指数增长模式，种群必须生活在理想环境中，不受任何限制，食物和空间可以充分满足。•自然条件下，因为生存空间和食物等因素的影响，种群的指数增长不可能长期持续下去，仅在特殊情况下、有限时段内存在。\n（1）、捕食（寄生）者消失1911年，25只驯鹿人工引种到白令海普利比洛夫岛上，由于缺乏捕食者，食物丰富，种群数量指数增长，至1938年达2000只。但随之岛上的草几乎被啃光，大批驯鹿被饿死，种群数量急剧下降，至1950年仅存8只。\n指数增长曲线(J型曲线，J-shapedcurve）种群数量指数增长模式可用下式描述：dN/dt=rNdN/dt：种群增长速度，一定时间中个体数量的变化。N：种群原有个体数。r:增长率。\n种群在资源有限条件下呈逻辑斯蒂增长（logisticgrowth）逻辑斯蒂增长曲线（S型曲线，S-shapedcurve）\n环境容纳量（carryingcapacity）：由环境资源决定的种群数量，即某一环境所能维持的种群最大数量。自然界中种群数量呈S型增长曲线，趋近于环境容纳量。种群数量S型增长模式可用下式描述：逻辑斯dNK-N蒂系数=rN()dtKdN/dt：种群增长速度，一定时间中个体数量的变化。N：种群原有个体数。r:增长率。K:环境容纳量。N