《种群生态》PPT课件.ppt

种种群群生生态态学学学学习习生生物物种种群群的的特特征征及及其其与与环环境境的的关关系系，掌掌握握生生物物种种群群的的数数量量、动动态态和和质质量量及及其其对对环环境境的的适适应应。掌掌握握种种群群内部和不同种群间的相互关系。内部和不同种群间的相互关系。第三章第三章种群生态学种群生态学目目的的要要求求第一节第一节 种群动态种群动态第二节第二节 种群的进化与选择种群的进化与选择第三节第三节种内关系种内关系第四节第四节 种间相互作用种间相互作用主主要要内内容容第三章第三章 种群生态学种群生态学第一节第一节 种群动态种群动态 一、种群统计学一、种群统计学二、二、种群的数量及其动态种群的数量及其动态 三、种群的空间分布三、种群的空间分布第二节第二节 种群的进化与选择种群的进化与选择第三节第三节种内关系种内关系第四节第四节 种间相互作用种间相互作用第一节第一节 种群动态种群动态一、种群统计学一、种群统计学（一）种群的概念 种群是指特定空间内能自由交配、繁殖后代的同种生物个体的集合。抽象：探讨一般规律时，泛指该种的任一种群。具体：具体研究时，种群是具体的，有时间和空间上的限定。种群的概念第三章第三章种群生态学（种群生态学（Population EcologyPopulation Ecology）种群特征 种群是由个体组成的，个体通过特定的关系构成一个有机整体，它具有以下特征。1.由个体演变来的特征：2.基本特征：密度和大小（单体群体）基本参数：(初级种群特征，决定种群的大小）出生率、死亡率（生、死）迁入率、迁出率（行为）次级种群特征：性比（性别），年龄结构（年龄），种群增长率（繁殖能力），种群分布型（空间位置）种群特征2.新特征：种群的数量变化（年和季节）及其自我调节能力。种群的质量变化（进化）及其与环境的关系（自然选择）种群对环境的适应-生态对策 社群关系（其它种内关系）：等级制、利他行为、领域性、集群与分散、婚配制度。密度效应、性别生态学、通讯等。种间关系：种间竞争、他感作用、食草、捕食、寄生、共生等。种群生态学种群生态就是研究环境（主要是理化因子）对这些群体特征的影响。种群数量（二）种群的一般特征：1.种群的大小和密度（size&density）:（种群数量）(1)定义：种群大小指该种群所包含的个体数目的多少。（绝对量）种群密度是指单位空间内个体数目或生物量。（相对量）单 位 空 间 可 以 指 面 积：Km2=100公 顷（hectare）=100万m2，亩等。也可以指体积：m3,l,ml等。生物量（biomass）：个体数目个体的平均体重密度的类型（2 2）密度的类型：）密度的类型：天天然然密密度度：单单位位空空间间的的生生物物数数量量（粗粗密密度度crude densitycrude density）生生态态密密度度：单单位位栖栖息息空空间间内内生生物物的的数数量量（特特 定定 密密 度度 或或 经经 济济 密密 度度，specific,specific,economic densityeconomic density）均均匀匀分分布布时时二二种种密密度度相相同同，集集群群分分布布时时生态密度较大。生态密度较大。图图3-1 3-1 某某池池塘塘内内秋秋季季鱼鱼类类天天然然密密度度高高，冬冬春春季季节节减减少少，天天然然密密度度下下降降；但但是是冬冬春春池池水水也也减减少少，单单位位水水体体的鱼增加（生态密度上升）。的鱼增加（生态密度上升）。密度的类型 根据种群密度的适宜程度，分为：根据种群密度的适宜程度，分为：最适密度（最适密度（optimal densityoptimal density）：）：种群种群增长处于最佳状况时的种群密度。增长处于最佳状况时的种群密度。饱和密度饱和密度(saturate density)saturate density)：特定环特定环境所能允许的种群最大密度。境所能允许的种群最大密度。最低密度：濒临灭绝前的种群密度。最低密度：濒临灭绝前的种群密度。种群的性比2.2.种群的性比（种群的性比（sex ratiosex ratio）：）：种种群群中中雄雄性性个个体体和和雌雌性性个个体体数数目目的的比比例。例。性比的表示方法：性比的表示方法：（1 1）简单性比，雄：雌；）简单性比，雄：雌；（2 2）总总性性比比，雌雌/总总数数*100%100%，或或雄雄/总总数数*100%100%年龄结构3.3.年龄结构年龄结构(age structure)age structure)：(1)1)定定义义：年年龄龄结结构构是是指指种种群群中中各各个个年年龄龄级级个个体体数数的的分分布布情情况况，也也称称年年龄龄分分布布或或 年年 龄龄 组组 成成(age age distribution distribution or or composition)composition)。(2)(2)年龄的划分：年龄的划分：以绝对年龄划分：年、月、日、时等。以绝对年龄划分：年、月、日、时等。以以生生殖殖状状况况划划分分：繁繁殖殖前前、繁繁殖殖期期、繁繁殖殖后后年年龄龄，如鸟类等。如鸟类等。人人类类这这三三期期相相近近，昆昆虫虫前前期期很很长长，繁繁殖殖期期短短，后后期期无。无。年龄结构表示法(3)(3)年龄结构的表示法：年龄结构的表示法：年年龄龄比比例例（age age ratioratio）：种种群群中中各各年年龄龄级级的的个个体体数数占占种种群群个个体体总总数的比例。数的比例。年年龄龄金金字字塔塔(age age pyramid)pyramid)：按按年年龄龄级级由由小小到到大大的的顺顺序序，将将各各龄龄级级个个体体数数或或年年龄龄比比例例用用图图形形表表示示。上上下下表表示示年年龄龄级级，左左右右宽宽度度表表示示各各龄龄级个体数或年龄比例。级个体数或年龄比例。年龄金字塔年龄金字塔 增增长长型型金金字字塔塔：典典型型金金字字塔塔，出出生生率率大大于于死死亡亡率率。基基部部宽宽、顶顶部部狭狭窄。窄。稳稳定定型型金金字字塔塔：钟钟形形，出出生生率率与与死亡率相近。各部相近。死亡率相近。各部相近。衰衰退退型型金金字字塔塔：壶壶形形，死死亡亡率率大大于于出出生生率率，数数量量趋趋于于下下降降。基基部部窄窄，中上部宽。中上部宽。年龄金字塔年龄结构应用（4 4）年龄结构的应用：）年龄结构的应用：A.A.判判断断动动物物濒濒危危状状况况的的一一个个重重要标志。要标志。B.B.经经济济鱼鱼类类的的捕捕捞捞标标志志-捕捕捞捞种种群群年年龄龄的的低低龄龄化化和和小小型型化化现现象。象。C.C.研究人口的有用工具。研究人口的有用工具。应用降低人口增长率的措施（政策）：降低人口增长率的措施（政策）：a.a.晚晚育育，假假如如2020岁岁生生育育，100100年年生生育育5 5代代；2525岁岁生生育育，100100年年生生育育4 4代代，少少生生一一代代，对对于于我我国国来来说说就意味着少生就意味着少生2 2亿多人。亿多人。b.b.少少生生。但但长长期期执执行行“临临界界生生育育水水平平”（人人口口增增长长为为零零）以以下下的的出出生生率率标标准准，又又会会使使年年龄龄结结构构出出现现衰衰退型，使社会人口老龄化。退型，使社会人口老龄化。出生率4.4.出生率和死亡率出生率和死亡率 (natality&mortality)natality&mortality)（1 1）出生率：出生率：种群产生新个体的能力或速率。种群产生新个体的能力或速率。a.a.表示方法：表示方法：绝对出生率（绝对出生率（B B）：）：单单位位时时间间内内种种群群中中新新个个体体增增加加的的数数目目。B=N/tB=N/t 专有出生率（专有出生率（b b）：）：单单位位时时间间内内每每个个个个体体新新产产生生的的个个体体数数。b=N/(N*t)b=N/(N*t)出生率 b.b.类型：类型：最最大大出出生生率率：理理想想条条件件下下（无无生生态态因因子子起起限限制制作作用用，生生殖殖仅仅受受生生理理限限制制）的出生率。的出生率。实实际际出出生生率率（生生态态出出生生率率）：特特定定环境条件下种群的实际出生率。环境条件下种群的实际出生率。c.c.影响因素：影响因素：性性成成熟熟的的速速度度；每每次次新新产产个个体体数数；单位时间的繁殖次数；繁殖期长短。单位时间的繁殖次数；繁殖期长短。种群死亡率 （2 2）死亡率：）死亡率：种群中个体死亡的速率。种群中个体死亡的速率。a.a.表示方法：表示方法：绝绝对对死死亡亡率率：单单位位时时间间内内种种群群中中个个体死亡的数目。体死亡的数目。专专有有死死亡亡率率：单单位位时时间间内内死死亡亡个个体体数占初始种群个体数的比例。数占初始种群个体数的比例。类型b.b.类型：类型：最最低低死死亡亡率率：种种群群在在最最适适环环境境条条件件下下测得的死亡率。测得的死亡率。实实际际死死亡亡率率（生生态态死死亡亡率率）：特特定定环环境条件下种群的死亡率。境条件下种群的死亡率。存存活活率率（survival survival raterate）：某某一一时时间间间间隔隔后后种种群群存存活活的的个个体体数数(n nx x+1+1)占占初初始始（原来）种群个体数（原来）种群个体数(n nx x)的比例。的比例。l lx x=n=nx+1x+1/n/nx x=(n=(nx x-d-dx x)/n)/nx x=1-(d=1-(dx x/n/nx x)=1-q)=1-qx xl lx x ：存活率存活率；d dx x:死亡个体数死亡个体数；q qx x：死亡率死亡率。种群生态学 c.c.影响因素：影响因素：种种群群密密度度越越高高，死死亡亡率率越越高高；个个体体发发育育期期，幼幼体体死死亡亡率率高高；环环境境恶恶劣劣死死亡率高。亡率高。5.5.迁迁 入入 和和 迁迁 出出（immigration immigration&emigrationemigration）：）：指指种种群群间间生生物物个个体体的的相相互互运运动动，是是基基因因交交流流的的生生态态过过程程。由由于于种种群群间间的的界界限限常常不不明明确确，研研究究迁迁入入和和迁迁出出的的空空间间变变化化过过程程很很困困难难，目目前前，这这类类研研究究常采用遥测技术。常采用遥测技术。第三章第三章 种群生态学种群生态学第一节第一节 种群动态种群动态 一、种群统计学一、种群统计学 二、二、种群的数量及其动态种群的数量及其动态 三、种群的空间分布三、种群的空间分布第二节第二节 种群的进化与选择种群的进化与选择第三节第三节种内关系种内关系第四节第四节 种间相互作用种间相互作用 种群数量和动态二、二、种群的数量及其动态种群的数量及其动态 种种群群的的数数量量及及动动态态是是种种群群生生态态学学的的核核心心问问题题，在在资资源源利利用用和和病病虫虫害害防防治治方方面具有重要的实践意义。面具有重要的实践意义。（一）生命表和存活曲线（一）生命表和存活曲线(lifetable&survivorship)1.1.生生命命表表：描描述述种种群群死死亡亡过过程程的的表表格格。是是分析种群动态的有效工具。分析种群动态的有效工具。编编制制方方法法：首首先先划划分分年年龄龄阶阶段段，记记录录各各年年龄龄级级开开始始时时的的种种群群数数量量，直直至至该该群群动动物物全全部部死死亡亡，最最后后据据此此计计算算各各年年龄龄级级死死亡亡率率、存存活活分数、平均寿命等。分数、平均寿命等。种群生命表生命表说明生命表各列的意义及计算方式：生命表各列的意义及计算方式：（1 1）年年龄龄（年年）X X：此此栏栏为为人人为为所所分分。时时（分分、秒秒）、天天、月月、年年、数数年年等等。昆昆虫虫常常以以卵、幼虫、蛹、成虫等单位。卵、幼虫、蛹、成虫等单位。（2 2）各各年年龄龄初初始始存存活活数数n nx x：此此栏栏为为基基础础数数据栏。据栏。（3 3）各各年年龄龄初初始始存存活活分分数数l lx x：各各期期存存活活数数占占初初始始种种群群数数量量（n n0 0）的的比比例例。(与与上上述述存存活活率率略略有有不同不同)l lx x=n=nx x/n/n0 0（*100100，*10001000）（）（%，）（4 4）各各年年龄龄死死亡亡数数d dx x：从从X X到到X+1X+1时时的的死死亡亡个体数。此栏实测或计算，个体数。此栏实测或计算，d dx x=n=nx x-n-nx+1x+1生命表说明（5 5）各各年年龄龄死死亡亡率率q qx x：从从X X到到X+1X+1时时的的种种群群死亡率。死亡率。q qx x=d=dx x/n/nx x（6 6）各各年年龄龄平平均均存存活活数数L Lx x：各各年年龄龄期期的的中中点点，平平均均存存活活数数目目。L Lx x=(n=(nx x+n+n x+1x+1)/2)/2=n nx x-d dx x/2/2=n=n x+1x+1+d+dx x/2/2。（。（n nx x=n=nx+1x+1+d+dx x）（7 7）各各年年龄龄及及其其以以上上存存活活的的年年总总数数TxTx：已已活活到到X X年年龄龄的的生生物物总总计计还还有有多多少少年年的的存存活活时时间间。（所所有有现现有有个个体体存存活活时时间间的的积积累累）T Tx x =L Lx x+L+L x+1x+1+L Lx+2x+2+L+Lmm=T=Tx x (X(X从从X X到到m,m,mm为为最最长寿命长寿命)（8 8）平平均均寿寿命命（生生命命期期望望值值）e ex x：X X龄龄的的生生物平均还能活的时间。物平均还能活的时间。e ex x=T=Tx x/n/nx x生命表类型2.2.生命表的类型生命表的类型：动动态态生生命命表表：记记录录同同一一时时间间出出生生的的种种群群存存活活（死死亡亡）过过程程的的生生命命表表。个个体体经经历历了了相相同同的的环环境境条条件件。适适于于寿寿命命较较短短的的种种群群。又又称称同同生生群群（cohortcohort）生生命命表表，特特定定年年龄龄生生命命表表，水平生命表。水平生命表。静静态态生生命命表表：根根据据某某一一特特定定时时间间对对某某一一种种群群进进行行年年龄龄结结构构的的调调查查所所编编制制的的生生命命表表。各各年年龄龄的的个个体体经经历历了了不不同同的的环环境境条条件件。适适于于稳稳定定的的种种群群和和寿寿命命较较长长的的动动物物。特特定定时时间间生生命命表，垂直生命表。表，垂直生命表。类型比较存活曲线3.3.存活曲线存活曲线(Survival curve)Survival curve)存存活活曲曲线线是是以以时时间间间间隔隔为为横横坐坐标标，以以相相应应的的存存活活个个体体数数或或存存活活率率为为纵纵坐坐标标所所作作的的曲曲线图。线图。存 活数nx存 活分 数lxlg nxlg lx（相对）年龄XA，IB2B1，IIB3C，III存活曲线 与与生生命命表表相相比比，存存活活曲曲线线更更直直观观地地看看出出种种群群的的数数量量动动态态。为为了了比比较较种种群群数数量量变变化化率率，纵纵坐坐标标常常采采用用对对数数形形式式；为为了了比比较较不不同同寿寿命命种种群群动动态态，横横坐坐标标常常采采用用相相对对年年龄龄（如如寿寿命命的的百百分分数数,X/XX/XL L 100%100%。X XL L为为寿寿命命）。存活曲线类型 不不同同生生物物种种群群的的存存活活曲曲线线不不同同（X X：相相对对年年龄龄；Y Y：存存活活数数的的对对数数），可可以以分分为为三三种种类类型：型：A(I)A(I)型型：凸凸型型存存活活曲曲线线，种种群群接接近近生生理理寿寿命命之之前前，死死亡亡率率一一直直很很低低，直直到到生生命命末末期期死死亡亡率才迅速上升。率才迅速上升。如人类和大型兽类。如人类和大型兽类。B(II)B(II)型型：对对角角线线型型存存活活曲曲线线，种种群群下下降降速速率（死亡率）各时期相等。率（死亡率）各时期相等。如许多鸟类。如许多鸟类。C(III)C(III)型型：凹凹型型存存活活曲曲线线，早早期期死死亡亡率率高高，以以后后死死亡亡率率很很低低并并稳稳定定。如如牡牡蛎蛎等等甲甲壳壳类类，固固定定下下来来后后死死亡亡率率很很低低；鱼鱼类类、两两栖栖类类、海海产产无无脊脊椎椎动动物物、寄生虫等都属这一类。寄生虫等都属这一类。内禀增长率（二）种群的内禀增长率（二）种群的内禀增长率（instrinsic instrinsic growth rategrowth rate）1.概念：概念：出出生生率率、死死亡亡率率、迁迁入入率率、迁迁出出率率直直接接决决定定种种群群动动态态，年年龄龄结结构构、性性比比等等特特征征影影响响种种群群动动态态，但但是是，任任何何单单一一特特征征都都不不能能说说明明种种群群整整体体数数量量的的变变化化。种种群群的的内内禀禀增增长长率率是是种种群群整整体体数数量量变变动动的的重重要要参数。参数。内内禀禀增增长长率率是是指指在在理理想想条条件件（无无限限制制因因子子）下下的的种种群群增增长长率率，用用r rmm表表示示。它它充充分分表表现现了了种种群群最最大大潜潜在在生生殖殖能能力力。又又称称生生物物潜潜能能或或生生殖殖潜潜能能。r rmm与实际增长率（与实际增长率（r）之差被称为之差被称为环境阻力环境阻力。概念r rm m 概念的理解概念的理解：抽抽象象：潜潜伏伏在在种种群群中中的的固固有有生殖能力（不会实现）。生殖能力（不会实现）。具具体体：在在比比较较理理想想的的条条件件下下，种种群群的的最最大大增增长长能能力力，如如最最大大产产卵量、种子量或孢子量等卵量、种子量或孢子量等。计算2.2.计计算算：以以最最适适条条件件下下测测得得的的数数据据，采采用用生生命命表进行计算，假定迁入率表进行计算，假定迁入率 =迁出率。迁出率。表表3-33-3，一个世代不重叠的种群数据。，一个世代不重叠的种群数据。净生殖率说明：说明：X X如如果果是是年年龄龄范范围围，则则取取平平均均值值作作为为代代表表性性年年龄龄。n nx x、d dx x则则换算为换算为%或或，或取或取1 1，也可用，也可用l lx x、q qx x表示。表示。K Kx x：致死压力，各龄组死亡率的指标：致死压力，各龄组死亡率的指标：lgllglx x-lgl-lglx+1x+1 mmx x是是出出生生率率，是是某某一一时时间间（X X）内内每每一一雌雌体体所所产产的雌体数。的雌体数。l lx x mmx x是是X X时间的生殖率。时间的生殖率。净净生生殖殖率率(R R0 0):):一一个个世世代代后后，每每雌雌产产雌雌数数。也也就就是是，每每个个世世代代的的增增殖殖率率（一一个个世世代代后后，原原个个体体都都已已死死亡亡）R R0 0=l=lx x m mx x世代增殖率 若若R R0 0 1 1，则则出出生生率率 死死亡亡率率，一一个个世世代代后后种种群群数数量量增增殖殖R R0 0倍倍。（种种群群增增长）长）R R0 0 =1 1，则则出出生生率率=死死亡亡率率，一一个个世世代后种群数量稳定。代后种群数量稳定。R R0 0 1 1，则则出出生生率率 1 1，则则出出生生率率 死死亡亡率率，一一个个世代后种群数量增殖世代后种群数量增殖R R0 0倍（增长）。倍（增长）。=1 1，则则出出生生率率=死死亡亡率率，一一个个世世代后种群数量稳定。代后种群数量稳定。1 1，则则出出生生率率 0r 0，则出生率则出生率 死亡率，种群增长。死亡率，种群增长。=0=0，则出生率，则出生率=死亡率，种群稳定。死亡率，种群稳定。0 0，则出生率，则出生率 1 1 时时,成群分布成群分布 (S S2 2m)m)。集集中中分分布布成成因因3.3.集中分布的成因：集中分布的成因：植植物物：1.1.繁繁殖殖特特性性所所致致：无无性性繁繁殖殖，种种子子在在附附近近发发芽芽。2.2.微微域域差差异异：适适于于某某一一小小区区域域生生活活；3.3.天天然然障障碍碍：如如种种子子分分布布障障碍碍；4.4.动动物物和和人人类类活活动动（啃食和破坏等）。（啃食和破坏等）。动动物物：1.1.局局部部生生境境差差异异（集集中中于于资资源源丰丰富富区区）；2.2.气气候候的的节节律律性性变变化化（越越冬冬集集群群、迁迁移移等等）；3.3.配配偶偶和和生生殖殖的的结结果果（成成窝窝、繁繁殖殖集集群群等等）；4.4.社会关系（社群结构、优势种等）社会关系（社群结构、优势种等）