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1、内容,第十章 种群生态学 Population ecology,引言 种群的基本特征 种群的增长 种群调节 动物捕食在种群调节中的作用 种群的生态对策 种群生态在森林经营中的重要性 小结,种群：在一定空间中同种个体的总和。,理解定义,种群的概念既抽象，又具体。生长在不同地段内的同种集合体，可以理解为一个种群，也可以理解为彼此独立的种群。 种群是组成群落和生态系统的基本成分。,概念的来源,马尔萨斯认为，假如植物或动物不受营养不良、饥荒或疾病等自然力（环境阻力）的限制，它们则能充分地利用其生物潜能，而以不可想象的速度进行繁殖增长。而这一点上人类与植物或动物将无任何区别。,“种群”来源于英国学者Ma
2、lthus（1798）的人口论。,概念的来源,人口将按几何级数方式增长，而生活资料的生产将按算术方式增长。因此，倘若人类不能自动限制其繁殖力的话，则将由外界以饥饿和战争来实现这种限制。生物学家同意该理论的前半部分。 人口论的基本观点：一个种群的大小，或者个体数目的多少，不仅取决于本身的生物学特性和繁殖能力，更依赖于其必要的自然资源或生存空间所允许的限度。,概念的来源,全球人口增长历史,自然种群 的特征,空间特征： 种群具有一定的分布区，即占据一定空间。 数量特征： 种群具有一定的大小（个体数量或种群密度），并随时间变动。种群的大小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：
3、种群具有一定的遗传组成。,种群的基本 特征,种群密度（Population density）： 通常以单位面积上的个体树木或种群生物量表示。 粗密度（Crude density）：单位空间内某种群的个体数； 生态密度（Ecological density）：种群实际占据的空间内的个体数。,种群的基本 特征,多度（Abundance）： 所调查样地上个体的数目。 盖度（Coverage）：植物枝叶覆盖地面的百分数。 频度（Frequency）： 指某一个种在样地上分布的均匀性。,种群的基本 特征,种群空间分布格局 种群中个体在水平空间的分布方式。 随机分布：每一个体在种群领域中各个点上出现的机会
4、是相等的，并且某一个体的存在不影响其他个体的分布。 随机分布比较少见，因为在环境资源分布均匀，种群内个体间没有彼此吸引或排斥的情况下，才易产生随机分布。 当一批植物（种子繁殖）首次入侵裸地上，常形成随机分布，但要求裸地的环境较为均一。,种群的基本 特征,均匀分布：种群内个体在空间的分布呈等距离的分布格局。如人工林。 引起自然种群个体均匀分布主要原因：是由于种群内个体间的竞争。 例如，森林中植物为竞争阳光（树冠）和土壤中营养物（根际），沙漠中植物为竞争水分；优势种呈均匀分布而使其伴生植物也呈均匀分布；地形或土壤物理性质的均匀分布使植物也呈均匀分布。,种群的基本 特征,成群分布：种群内个体在空间分
5、布极不均匀，呈块状或呈簇、成群分布。 成群分布形成的原因是： 微地形的差异：植物适于某一区域生长，而不适于另外区域生长； 繁殖特性所致：种子不易移动而使幼树分布在母树周围，或无性繁殖； 动物和人为活动的影响。 动物成群分布的原因：局部生境差异；气候节律性变化；动物的社会行为。,种群的基本 特征,分布格局实际上受到样方大小的影响。,种群的基本 特征,出生率（Natality or birth rate） 最大出生率（Maximum natality ）：是在理想条件下即无任何生态因子限制，繁殖只受生理因素所限制产生新个体的理论上最大数量。 实际出生率(realized natality )：表示
6、种群在某个真实的或特定的环境条件下的增长。它随种群的组成和大小，物理环境条件而变化的。,种群的基本 特征,死亡率（Mortality or death rate ） 最低死亡率 （Minimum mortality）：是种群在最适环境条件下，种群中的个体都是因年老而死亡，即动物都活到了生理寿命后才死亡。 实际死亡率：（生态死亡率 ecological mortality）：在某特定条件下丧失的个体数，随种群状况和环境条件而改变。,种群的基本 特征,种群年龄结构（Age ratio ） 种群内个体的年龄分布状况。按从小到大龄级比例绘图，即是年龄金字塔（age Pyramid），它表示种群的年龄结
7、构分布。,种群的基本 特征,生命表（Life table ） 描述种群死亡过程的具有固定格式的表。 通常记述一个世代从开始到此世代全部死亡的整个过程中的生存和生殖情况。 动态生命表 根据同一时间出生的所有个体进行存活数动态资料编制而成的生命表。 编制这种生命表要观察一个足够大的种群从出生到死亡的各年龄阶段的全部过程。 静态生命表 是根据某一种群在特定时间内的年龄结构而编制的。 思考：比较一下这两种生命表，适合哪类物种？,种群的基本 特征,藤壶的生命表,对1959年固着的种群，进行逐年观察，到1968年全部死亡，资料根据康内尔（Conell,1970）（引自Krebs,1978）。,种群的基本
8、特征,存活曲线,种群的基本 特征,迁入和迁出 迁入（immigration）和迁出(emigration) 也是种群变动的两个主要因子，它描述各地方种群之间进行基因交流的生态过程。 原因：食物资源不足；被其他个体逐出；气候环境变化；躲避天敌；追寻配偶；生境灾变等。,种群的增长,内禀增长率 （intrinsic rate of natural increase） 指当环境（空间、食物和其他有机体）在理想条件下，稳定年龄结构的种群所能达到的最大增长率。,种群的增长,指数增长种群在无限环境下的增长模型 J-shaped growth (exponential growth form) 指当环境（空间
9、、食物和其他有机体）在理想条件下，稳定年龄结构的种群所能达到的最大增长率。 种群在“无限”的环境中，即假定环境中的空间、食物等资源是无限的，则种群就能发挥内禀增长能力，数量迅速增加。而其增长率不随种群本身的密度而变化，种群呈指数增长格局。,种群的增长,逻辑斯蒂增长种群在有限环境下的增长模型 S-shaped growth (sigmoid growth form) 自然界的空间、资源不是无限的。存在一个环境容纳量。增长率随密度上升而降低。,生态入侵,由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区，种群不断扩大，分布区逐步稳定地扩展，这种过程称生态入侵（ecological inv
10、asion）。,种群的调节,种群数量趋于保持在环境容纳量水平上的现象。 种群数量变化形式： 基本稳定在容纳量上 在容纳量上下波动 减幅振荡 增幅振荡,种群的调节,种群调节学说 1、非密度制约因素（ Density independent factor ） 气候学派强调非密度制约因素，如不良的气候条件、人类活动等。人是最主要的因素。 2、密度制约因素（ Density-dependent factor ） 生物学派:主张捕食、寄生、竞争等生物过程对种群调节起决定作用。 3、协调派的折衷观点,种群的调节,林分种群调节 林分种群调节理论 森林种群调节表现：自然稀疏 林分密度调节机制：树木生长对环境空
11、间的需求，个体和环境差异。 影响林分种群调节的因素：树种，立地，年龄。,种群的 生态对策,生物种对生态环境总的适应对策 （一）K对策和 r对策 由麦克阿瑟（MacArthur,1962）首先提出。 K对策种 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。,种群的 生态对策,生物种对生态环境总的适应对策 R对策种 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。,种群的 生态对策,生物种对生态环境总的适应对策 （二）繁殖对策 种子库 种子
12、大小、数量 逆境结实 无性繁殖,种群的 生态对策,生物种对生态环境总的适应对策 （三）生长对策 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）,种群的 生态对策, 植物的最优搜寻 植物依靠生长来“搜寻”营养物质、水分、光照等能量来源。例如，如何分配枝叶与根系的比例？采取哪种生长型更有利于保水、保温、采光等等。 Bloom 及其同事（1985）根据经济学理论预测，生活在营养充足但光线不足的环境中的植物会把更多的能量用于茎叶生长，把较少的能量用于根系生长；在光照充足但营养不足的环境中，植物则采取相反的策略。,种群生态在森林经营中的重要性,森林抚育间伐
13、：林分种群调节理论,种群生态在森林经营中的重要性,森林虫害防治：r对策种，K对策种 根治虫害的办法是要在人工纯林中引入其他树种，形成混交林。,种群生态在森林经营中的重要性,濒危种的保护：注意保护干扰下的K对策种,种群生态在森林经营中的重要性,森林经营： r对策种：中小径材培育，皆伐，全光下更新。 K对策种：长轮伐期，大径材的培育，择伐，林下更新。,复合种群,Metapopulation 美国生态学家Richard Levins在1970年创造了复合种群(Metapopulation)一词，并加以明确定义 。由经常局部性绝灭，但又重新定居而再生的种群所组成的种群。 换言之，复合种群是由空间上彼此隔离，而在功能上又相互联系的两个或两个以上的亚种群(Subpopulations)或局部种群(Local populations)组成的种群缀块系统。,种群 种群的基本特征 种群的增长 种群调节 种群的生态对策 种群生态在森林经营中的重要性,小结,