(2.2)--第二章第二节生态保护概论.pdf

第二章第二章生态保护的生态学原理生态保护的生态学原理提纲提纲基础生态学理论基础生态学理论个体生态学关系个体生态学关系种群生态学关系种群生态学关系群落生态学关系群落生态学关系生态系统生态系统景观景观一 种群结构一 种群结构二 种群动态二 种群动态三 种群关系三 种群关系种群生态关系种群生态关系第二节第二节一 种群概念及特征一 种群概念及特征种群种群(population)：同一时期内同一时期内占据占据一定空间一定空间的的同种同种生物个体的集合，是物种在自然界存在的基本单位。生物个体的集合，是物种在自然界存在的基本单位。斑马种群斑马种群种群结构和动态种群结构和动态密度密度年龄结构年龄结构分布分布存活曲线存活曲线增长模型增长模型生态对策生态对策种群密度种群密度6种群密度种群密度(density或或size)：指一定区域内特定物：指一定区域内特定物种的个体总数，以单位面积、单位体积或单位生种的个体总数，以单位面积、单位体积或单位生境中个体的数表示。境中个体的数表示。种群密度一般种群密度一般种群密度很高种群密度很高种群密度种群密度定义：定义：种群内不同龄级的个体在种群中所占的比例种群内不同龄级的个体在种群中所占的比例龄级比龄级比：各年龄组个体数占种群数总数的比例称之：各年龄组个体数占种群数总数的比例称之龄级比龄级比8年龄结构年龄结构年年龄龄年龄级比年龄级比增长型种群增长型种群出生率死亡率出生率死亡率稳定型种群稳定型种群出生率=死亡率出生率=死亡率衰退型种群衰退型种群出生率死亡率出生率=0，种群上升；，种群上升；r=0，种群稳定；，种群稳定；r0，种群下降。，种群下降。25按此方式增长，一个细菌经过按此方式增长，一个细菌经过36小时，可小时，可完成完成108个世代，能布满地球个世代，能布满地球1尺厚。尺厚。26密度制约型增长密度制约型增长(density-dependent growth)：由于：由于受资源限制，随着种群密度上升，种群内部对资源受资源限制，随着种群密度上升，种群内部对资源和空间等条件产生竞争，从而影响种群的实际增长和空间等条件产生竞争，从而影响种群的实际增长率，也称为逻辑斯蒂增长或率，也称为逻辑斯蒂增长或S型增长型增长。dN/dt=rN(1-N/K)种群个体数量种群个体数量瞬时增长率瞬时增长率种群种群变化率变化率环境容纳量环境容纳量当比率增加时，种当比率增加时，种群增长变慢群增长变慢(1N/K)所代表的生物学含义是“剩余空间”，即种所代表的生物学含义是“剩余空间”，即种群可利用、但尚未利用的空间群可利用、但尚未利用的空间。27逻辑斯蒂增长模型：积分式逻辑斯蒂增长模型：积分式时间时间t处的种处的种群个体数群个体数Nt=K(1ea-rt)曲线对原点的相对位置，曲线对原点的相对位置，值的大小取决于值的大小取决于N0环境容纳量环境容纳量瞬时增长率瞬时增长率世代数世代数28模型行为：该曲线在模型行为：该曲线在N=K/2处有一个拐点，处有一个拐点，曲线可划分为：曲线可划分为：A开始期开始期(潜伏期潜伏期)(N0)，B加速期加速期(NK2)，C转折期转折期(NK2)，D减速期减速期(NK)，E饱和期饱和期(NK)KDEBACtNtK/2在实验条件下某些物种的增长能够很好的体在实验条件下某些物种的增长能够很好的体现现S型增长型增长30J型曲线和型曲线和S型曲线型曲线大部分生物的增殖过程接近大部分生物的增殖过程接近S型型31生活史对策生活史对策(life history strategy)：指生物在进化过：指生物在进化过程中所形成的各种程中所形成的各种特有特有的生活史特征，是生物的生活史特征，是生物适应适应特定环境特定环境所具有的一系列生物学特性的设计，又称所具有的一系列生物学特性的设计，又称生态对策生态对策(bionomic strategy)。生态对策生态对策S为稳定平衡点为稳定平衡点X为灭绝点为灭绝点生态对策有两种基本类生态对策有两种基本类型：型：K-对策和对策和r-对策对策属属K-对策的的生物，对策的的生物，个体大，寿命长，存活率高，个体大，寿命长，存活率高，适应于稳定的栖息环境，不具较大的扩散能力，适应于稳定的栖息环境，不具较大的扩散能力，种群密度比较稳定，种群的数量通常是稳定在环种群密度比较稳定，种群的数量通常是稳定在环境容纳量的水平或附近。境容纳量的水平或附近。如乔木、大型食肉动物。如乔木、大型食肉动物。属于属于r-对策的生物，对策的生物，个体小，寿命短，存活率低，个体小，寿命短，存活率低，但具有较高的生殖率，具有较大的扩散能力，适但具有较高的生殖率，具有较大的扩散能力，适应于多变的栖息环境，种群数量经常出现大起大应于多变的栖息环境，种群数量经常出现大起大落的突发性波动。落的突发性波动。如细菌、昆虫、杂草及一年生如细菌、昆虫、杂草及一年生植物。植物。K-对策的的生物对策的的生物r-对策的生物对策的生物种群关系种群关系种内关系种内关系 密度效应密度效应 性选择性选择 集群集群 领域性领域性 社会等级社会等级生物生物种间种间存在存在着各着各种相种相互依互依存、存、相互相互制约制约的关的关系。系。作用类型物种作用类型物种1物种物种2相互作用的一般特征相互作用的一般特征中性作用中性作用00彼此都不受影响彼此都不受影响竞竞争争直接干涉型直接干涉型-直接相互抑制直接相互抑制资源利用型资源利用型-资源缺乏时的间接抑制资源缺乏时的间接抑制偏害作用偏害作用-01受抑制，受抑制，2不受影响不受影响寄生作用寄生作用+-1寄生者得利，寄生者得利，2猎物受抑制猎物受抑制捕食作用捕食作用+-1捕食者得利，捕食者得利，2猎物受抑制猎物受抑制偏利共生偏利共生+01共栖者得利，共栖者得利，2宿主不受影响宿主不受影响原始合作原始合作+1、2都有利，不发生依赖关系都有利，不发生依赖关系互利共生互利共生+对双方都有利，并彼此依赖对双方都有利，并彼此依赖种间关系：指两个或多个种间关系：指两个或多个不同物种不同物种在在共同的时间和空间共同的时间和空间环环境中生活，由于不同物种相互成为环境因子，形成了不同物境中生活，由于不同物种相互成为环境因子，形成了不同物种之间的相互作用，是构成生物群落的基础。种之间的相互作用，是构成生物群落的基础。37两个物种彼此互不影响，毫不相干，则为中性关系。两个物种彼此互不影响，毫不相干，则为中性关系。在自然界极少存在。在自然界极少存在。中性作用中性作用38两种生物在一起，彼此各有所得，但二者之间两种生物在一起，彼此各有所得，但二者之间不存不存在在依赖关系。依赖关系。原始合作是兼性互利共生，共生者可能不互相依赖原始合作是兼性互利共生，共生者可能不互相依赖着共存，仅是机会性互利共生。着共存，仅是机会性互利共生。原始合作原始合作39典型例子：典型例子：寄居蟹和海葵寄居蟹和海葵稻田养殖(鱼、鸭等)稻田养殖(鱼、鸭等)40两种生物在一起，彼此各有所得，但二者之间两种生物在一起，彼此各有所得，但二者之间相互依赖相互依赖根瘤固N细菌和豆科植物共生地衣真菌和藻类共生体白蚁肠道生物助消化纤维素互利共生互利共生41又称单惠共生，两种生物，一方得利，对另一方又称单惠共生，两种生物，一方得利，对另一方无太大影响无太大影响蕨类附生在乔木以获取光热资源印鱼附着在鲨鱼腹部可获取更多食物偏利作用偏利作用竞争竞争概念：两种或多种生概念：两种或多种生物因利用物因利用共同共同的的有限有限资源而产生的使其受资源而产生的使其受到到不良不良影响的相互关影响的相互关系，称为种间竞争。系，称为种间竞争。竞争力取决于物种的竞争力取决于物种的生态习性、生活型、生态习性、生活型、生态幅生态幅大草履虫大草履虫单独培养单独培养小草履虫小草履虫单独培养单独培养混合培养混合培养种间竞争种间竞争高高低低/d/d /d 44资资源源分分配配策策略略Resource partitioning对光的需求不同的物种搭配对光的需求不同的物种搭配45资源分配策略资源分配策略Resource partitioning对食物的需求不同的树莺共存对食物的需求不同的树莺共存生物(捕食者)摄取其他生生物(捕食者)摄取其他生物(猎物)个体的全部或部物(猎物)个体的全部或部分为食，直接获得营养以分为食，直接获得营养以维持自己生命的现象。维持自己生命的现象。狭义：动物吃动物(典型狭义：动物吃动物(典型捕食)捕食)广义：典型的捕食、食草广义：典型的捕食、食草和拟寄生、同类相残和拟寄生、同类相残46螳螂捕蝉螳螂捕蝉黄雀在后黄雀在后食肉动物食肉动物食草动物食草动物杂食动物杂食动物泛化种泛化种特化种特化种捕食者捕食者捕食捕食47捕食作为一个重要生态学现象的原因捕食作为一个重要生态学现象的原因限制种群分布，抑制种群数量，避免种群过度增长限制种群分布，抑制种群数量，避免种群过度增长捕食同竞争一样，是影响群落结构的主要生态过程捕食同竞争一样，是影响群落结构的主要生态过程捕食是一个主要的选择压力，生物的很多适应特征捕食是一个主要的选择压力，生物的很多适应特征可用捕食者和猎物间的协同进化来说明可用捕食者和猎物间的协同进化来说明48指一个种(寄生者)寄居于另一个种(寄主)的体内指一个种(寄生者)寄居于另一个种(寄主)的体内或体表，从而摄取寄主养分以维持自身生长发育或体表，从而摄取寄主养分以维持自身生长发育的现象。的现象。寄生性种子植物可分为寄生性种子植物可分为全寄生全寄生和和半寄生半寄生全寄生：基本不能进行光合作用，所有养分均全寄生：基本不能进行光合作用，所有养分均从寄主获取从寄主获取半寄生：可以自己进行光合作用，从寄主吸收半寄生：可以自己进行光合作用，从寄主吸收其他养分其他养分寄生具有一定的寄生具有一定的专性专性，故寄生者和寄主常常具有，故寄生者和寄主常常具有协同进化协同进化49寄生寄生50菟丝子：菟丝子：旋花科全寄生植物，一年生草本，常寄生于旋花科全寄生植物，一年生草本，常寄生于草本或小灌木上，最喜寄生于豆科植物，会危害作物草本或小灌木上，最喜寄生于豆科植物，会危害作物生长生长51虫草：虫草：麦角菌科的真菌麦角菌科的真菌(虫草菌虫草菌)与蝙蝠蛾幼虫在与蝙蝠蛾幼虫在特殊条件下形成的菌虫结特殊条件下形成的菌虫结合体，子座出幼虫的头部、合体，子座出幼虫的头部、单生、细长如棒球棍，长单生、细长如棒球棍，长411 cm。冬虫夏草是虫。冬虫夏草是虫和草结合在一起长的一种和草结合在一起长的一种奇特的东西，冬天是虫子，奇特的东西，冬天是虫子，夏天从虫子里长出草来。夏天从虫子里长出草来。虫是虫草蝙蝠蛾的幼虫，虫是虫草蝙蝠蛾的幼虫，草是一种虫草真菌。草是一种虫草真菌。53拟寄生拟寄生(Parasitoids)指寄生者常把卵产在其寄主体指寄生者常把卵产在其寄主体内，待卵孵化成幼虫后便以寄主的组织为食，直内，待卵孵化成幼虫后便以寄主的组织为食，直至寄主死亡的现象。介于寄生和捕食之间。至寄主死亡的现象。介于寄生和捕食之间。菜粉蝶镶颚姬蜂菜粉蝶镶颚姬蜂(Hyposoter ebeninus)正在菜粉蝶正在菜粉蝶(Pieris rapae)幼虫身上产卵幼虫身上产卵偏害作用偏害作用某些生物产生的化学物质对其它生物产生毒害作用。某些生物产生的化学物质对其它生物产生毒害作用。如青霉产生的青霉素可以杀死多种细菌和植物的化感作用如青霉产生的青霉素可以杀死多种细菌和植物的化感作用