生态学第03章种群及其基本特征ppt课件

Chapter31第三章种群及其基本特征要点：第三、四、五章是种群篇，种群是生态学各层次中最重要的的一个层次，它具有许多不同于个体的特征，是群落结构与功能的基本单位，许多与环境变化相联系的生物变化都发生在这一层次，因此，它也是物种适应的单位。重点：介绍种群概念、基本特征及其种群的不同空间分布格局类型。\nChapter323.1生物种与种群的概念3.2种群的动态3.3种群调节\nChapter333.1生物种与种群的概念一、生物种的概念“形态相似的个体之集合”—表型(17世纪Ray定义)“能实际地或潜在杂交能力的种群的集合”—基因型(1963年E.mayr定义)物种是由内在因素（生殖、遗传、生理、行为）联系起来的个体的集合，是自然界中的一个基本进化单位和功能单位。\nChapter34种的性状分类：基因型与表型基因型：是种的遗传本质，即生物性状表现所必须具备的内在因素。表型：为基因型与环境结合后实际表现出的可见性状。\nChapter35种的可塑性一个物种的性状随环境条件而改变（一种非遗传性变化）的程度称做该种的可塑性，或称表现型的可塑性。即：一定的基因型在某一环境里可能支配着一组性状，呈现出一种表现型；而在另一环境里则呈现出另一种表现型。\nChapter36变异：包括非遗传性变异和遗传性变异。非遗传性变异：植株的高低、叶子的大小、分支的多少等。遗传性变异：来自基因型的改变，主要是通过“突变”与基因的重组实现，这类变异是可以遗传的。一个种内的所有个体并非是完全同质的，存在着各种各样的变异。如果变异幅度朝一个方向继续变化，则可导致种的分化。\nChapter37二、种群的概念种群(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分，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。\nChapter38种群的特征数量特征：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遗传特征：种群具有一定的遗传组成，是一个基因库\nChapter39种群的类型自然种群实验种群单种种群混种种群\nChapter310种群与种的关系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.一个物种可以包括许多种群;不同种群之间如果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.\nChapter311种群生物学与种群生态学种群生物学（populationbiology）: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。种群遗传学（populationgenetics）:研究种群的遗传过程。种群生态学（populationecology）: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。\nChapter3123.2种群的动态种群动态是种群生态学的核心，主要研究种群数量在时间上和空间上的变动规律。种群的数量或密度种群的分布种群的数量变动和扩散迁移种群的调节\nChapter313一、种群的密度和分布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.\nChapter314绝对密度和相对密度绝对密度：单位面积或空间的实有个体数。相对密度：能获得表示种群数量高低的相对指标。\nChapter315调查方法样方法：在若干样方中计数全部个体，然后以其平均数来估计种群整体，要求样方的代表性，抽样的随机性，最后还要估计变差和显著性。(动植物均可用，但多用于植物)标记重捕法：用于不断移动位置直接记数很困难的动物。在调查样地上，随机捕获一部分个体进行标记后释放，经一定期限后重捕。原理：N:M=n:m其中M：标记个体数n：重捕个体数m：重捕样中标记数N：样地上个体总数。\nChapter316单体生物与构件生物单体生物单体生物个体清楚，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。一般，高等植物是构件生物，大多数动物属于单体生物。\nChapter317种群的分布一、种群在时间和空间上分布二、种群的内分布型定义: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。类型：均匀分布、随机分布和集群分布种群空间格局：组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局。\nChapter318⑴随机分布:每个个体的位置不受其他个体分布的影响.⑵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.⑶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.负二项分布型(嵌纹分布):个体分布疏密相嵌,很不均匀.\nChapter319随机分布均匀分布聚集分布\nChapter320种群分布型的计算分布型指数法a:空间分布指数(扩散系数)I=s2/m当I=1,随机分布;I<1,均匀分布;I>1,集群分布.\nChapter321b: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.\nChapter322二、种群统计学统计指标(3类)种群密度：绝对密度、相对密度初级种群参数：出生率、死亡率、迁入率和迁出率次级种群参数：性比、年龄分布和种群增长率等\nChapter323种群密度出生率死亡率迁入率迁出率出生率出生率的高低决定于下列几个特点：1）成熟期的速度；2）每次繁殖子代的数目；3）每年繁殖的次数最大出生率：指种群处于理想条件下的出生率实际出生率：指在有限制因子的特定条件下，种群的出生率死亡率最低死亡率：生物活到了生理寿命才死亡。生态死亡率：种群在特定环境条件下，各个个体的平均实际寿命。\nChapter324年龄结构年龄锥体三类型：a增长型种群:幼年组个体数多，老年组个体数少，种群的死亡率小于出生率，种群迅速增长。b稳定型种群:种群出生率大约与死亡率相当，种群稳定。c下降型种群:幼年组个体数少，老年组个体数多，种群的死亡率大于出生率，种群种群数量趋向减少。\nChapter325性别结构(性比)性比:种群中雄性个体和雌性个体数目的比例.第一性比:受精卵的雄性和雌性的个体数目比例；第二性比:个体性成熟时的性比;第三性比:充分成熟的个体性比。\nChapter326年龄结构与性别结构图示方法\nChapter327生命表动态(同生群)生命表：根据大约同一时间出生的一组个体（同生群）从出生到死亡的记录编制的生命表称同生群生命表。静态生命表：根据某一特定时间对种群作一年龄结构调查数据而编制的生命表。综合生命表：包括了出生率的生命表称综合生命表。用途：主要用于估计种群的增长。\nChapter328生命表建立种群统计的核心是建立反映种群全生活史的各年龄组出生率、死亡率，甚至包括迁移率在内的信息综合表。一般的生命表格式或构成，表头依序是：x：年龄级nx:在x期开始时的存活数lx:在x期开始时的存活率dx:从x到x+1期的死亡数qx:从x到x+1期的死亡率ex:x期开始时的平均期望寿命或平均余年Lx:从x到x+1期的平均存活数Tx:x期及其以上各年龄级的个体存活总年数\nChapter329藤壶的生命表Lx：从x到x+1期的平均存活数Tx:x期及其以上各年龄级的个体存活总年数\nChapter330存活曲线存活曲线可以直观地表达同生群的存活过程。以lgnx栏对x作图，即可得存活曲线。存活曲线三种类型：I型：曲线凸型II型：曲线呈对角线型III型：曲线凹型\nChapter331综合生命表综合生命表与简单生命表不同之处在于除了lx栏外，增加了mx栏。mx栏是各年龄的出生率。R0净生殖率；世代净增值率\nChapter332种群增长率和内禀增长率种群增长率/瞬时增长率(r)r=lnR0/TR0世代的净增殖率；T世代长度内禀增长率：rm(理想状态下种群的最大增长率)在实验条件下,人为地排除不利的环境条件,排除捕食者和疾病的影响,并提供理想的和充足的食物,这种条件下所观察到的种群增长率.\nChapter333三、种群增长模型Nt:种群在t时刻的数量;λ:种群的周限增长率(每个世代的净生殖率)λ>1种群上升，=1种群稳定，0<λ<1种群下降(一)与密度无关的种群增长模型1、种群离散增长模型(世代不重叠)适应:一年一个世代,一个世代只生殖一次\nChapter3342、种群连续增长模型(世代重叠)(J型)适用于人类和多数兽类\nChapter335\nChapter336(二)与密度有关的种群增长模型(S型)(资源有限条件下的增长)两点假设：有一个环境容量K增长率随密度上升而降低的变化是按比例的。逻辑斯谛方程\nChapter337\nChapter338逻辑斯谛方程的重要意义：1是许多两个相互作用种群增长模型的基础；2是渔业、牧业、林业等领域确定最大持续产量的主要模型：3模型中两个参数r和K，已成为生物进化对策理论中的重要概念\nChapter339四、自然种群的数量变动一、种群增长自然种群增长通常表现为J型与S型的中间过渡类型\nChapter340(二)季节消长\nChapter341\nChapter342(三)不规则波动有些种群的大发生没有周期性。如东亚飞蝗的大发生与干旱有关，没有周期性(马世骏)\nChapter343(四)周期性波动有些种群存在周期性波动如：旅鼠，北极狐--3,4a美洲兔、加拿大猞猁—9,10a\nChapter3443.3种群调节一、气候学派种群参数受气候条件影响二、生物学派种间关系对种群调节起决定性作用三、食物因素生物链方面四、自动调节学说形为调节、内分泌调节、遗传调节