第3.3章-种群生态学优秀PPT.pptx
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1、精品课 J 5-1第三章第三章 种群生态学种群生态学Population Ecology教学重点:l种群及其基本特征l种群数量动态l种群遗传进化及生态适应l种内和种间关系u探讨种群与环境相互作用关系的科学1l基本内容:基本内容:l l种种种种内关系内关系内关系内关系l l种种种种间关系间关系间关系间关系l重点内容:重点内容:l l密度效应密度效应密度效应密度效应 l l竞争与生态位竞争与生态位竞争与生态位竞争与生态位理论理论理论理论l l他他他他感感感感作用作用作用作用l l捕食作用捕食作用捕食作用捕食作用3.4 种内与种间关系种内与种间关系1种内和种间的关系种内和种间的关系:生物在自然界长:
2、生物在自然界长期发育和进化的过程中,出现了以期发育和进化的过程中,出现了以食食物、资源物、资源和和空间空间关系为主的种内和种关系为主的种内和种间间关系,即关系,即种群关系种群关系。u3.4.1 种种内内关系关系(intraspecific relationship)种内关系:生物种群内部的个体间的相互种内关系:生物种群内部的个体间的相互作用关系作用关系在种内关系方面,动物种群和植物种群的在种内关系方面,动物种群和植物种群的表现有很大区分:表现有很大区分:动物的种内关系主要表现为领域性、集群、动物的种内关系主要表现为领域性、集群、分散、婚配制度、等级制、利他行为、通分散、婚配制度、等级制、利他行
3、为、通讯等。讯等。植物的种内关系主要表现为密度效应等。植物的种内关系主要表现为密度效应等。1一、密度一、密度效应效应(density effect)l密度效应:在确定时间内,当种群的个体数密度效应:在确定时间内,当种群的个体数目增加时,就必定会出现邻接个体之间的相目增加时,就必定会出现邻接个体之间的相互影响。互影响。l种群的密度效应是由诞生和死亡、迁入和迁种群的密度效应是由诞生和死亡、迁入和迁出两对冲突引起的。凡是影响诞生率、死亡出两对冲突引起的。凡是影响诞生率、死亡率、迁入和迁出的理化因子、生物因子都对率、迁入和迁出的理化因子、生物因子都对种群密度起着调整作用种群密度起着调整作用1影响密度效
4、应的因素划分影响密度效应的因素划分依据影响因素的种类,可以将其划分为密依据影响因素的种类,可以将其划分为密度制约和非密度制约。度制约和非密度制约。依据影响因素作用类型,还可以将其划分依据影响因素作用类型,还可以将其划分为:内源性因素和外源性因素为:内源性因素和外源性因素捕食、寄生、捕食、寄生、食物、竞争食物、竞争气候因素气候因素COCO2 2浓度浓度遗传效应、病理效遗传效应、病理效应、领域性效应应、领域性效应种间竞争种间竞争食物和气候食物和气候1植物的密度效应规律植物的密度效应规律1.最终产量恒值法则最终产量恒值法则(Law of constant final yield)2.-3/2自疏法则
5、自疏法则(The-3/2 self-thinning law)1.最终产量恒值法则最终产量恒值法则在确定范围内,当条件相同时,不管一个种群的密度如何,最终产量差不多总是一样的。最终产量恒值法则:最终产量恒值法则:Y=Wd=KiW植物个体平均干重;植物个体平均干重;d密度;密度;Y单位面积产量;单位面积产量;Ki常数。常数。缘由:高密度条件下,竞争加强,生长率下降,个体变小。缘由:高密度条件下,竞争加强,生长率下降,个体变小。12.-3/2自疏自疏法则法则自疏自疏现象现象(self-thinning):在高密度样方中,植物在高密度样方中,植物出现死亡使得密度得以稀疏的现象。出现死亡使得密度得以稀
6、疏的现象。自疏过程中存活个体的平均株干重自疏过程中存活个体的平均株干重W与种群密度与种群密度d之间的关系为:之间的关系为:W=C d-3/2两边取对数:两边取对数:lgW=lgC-3/2lgd1K=-3/2K=-3/21二、领域性二、领域性领域领域(territory):是指由个体、家庭或其:是指由个体、家庭或其他社群单位所占据的,并主动保卫不让同他社群单位所占据的,并主动保卫不让同种其他成员侵入的空间。种其他成员侵入的空间。以鸣叫、气味标记或特异的姿态向入侵者以鸣叫、气味标记或特异的姿态向入侵者宣告具领主的领域范围;以威逼或干脆进宣告具领主的领域范围;以威逼或干脆进攻驱除入侵者等称领域行为。
7、攻驱除入侵者等称领域行为。鸟类鸟类鸟类鸟类;海豹海豹海豹海豹、吼喉吼喉吼喉吼喉、长臂猿长臂猿长臂猿长臂猿和和和和猩猩猩猩猩猩猩猩的叫声可以传播的很远;的叫声可以传播的很远;的叫声可以传播的很远;的叫声可以传播的很远;青蛙青蛙青蛙青蛙和和和和蜥蜥蜥蜥蜴蜴蜴蜴也能凭声音认出各自的领域也能凭声音认出各自的领域也能凭声音认出各自的领域也能凭声音认出各自的领域哺乳动物:群狼、小鼠和狐狸都用哺乳动物:群狼、小鼠和狐狸都用哺乳动物:群狼、小鼠和狐狸都用哺乳动物:群狼、小鼠和狐狸都用尿标记物质;犬科、猫科、犀牛、尿标记物质;犬科、猫科、犀牛、尿标记物质;犬科、猫科、犀牛、尿标记物质;犬科、猫科、犀牛、猿猴、啮
8、齿动物常用唾液标记领域猿猴、啮齿动物常用唾液标记领域猿猴、啮齿动物常用唾液标记领域猿猴、啮齿动物常用唾液标记领域.1 当领域内的食物丰富时几乎全天都在领域内活动,当领域内的食物丰富时几乎全天都在领域内活动,当领域内的食物丰富时几乎全天都在领域内活动,当领域内的食物丰富时几乎全天都在领域内活动,但当领域内的食物贫乏时,便离开领域,在领域旁边但当领域内的食物贫乏时,便离开领域,在领域旁边但当领域内的食物贫乏时,便离开领域,在领域旁边但当领域内的食物贫乏时,便离开领域,在领域旁边结成小群漂泊觅食,但也不完全放弃自己的领域,每结成小群漂泊觅食,但也不完全放弃自己的领域,每结成小群漂泊觅食,但也不完全放
9、弃自己的领域,每结成小群漂泊觅食,但也不完全放弃自己的领域,每天总要花确定时间在领域内活动并不断驱除侵入领域天总要花确定时间在领域内活动并不断驱除侵入领域天总要花确定时间在领域内活动并不断驱除侵入领域天总要花确定时间在领域内活动并不断驱除侵入领域的其他个体,此时的能量亏损在不久后当领域条件变的其他个体,此时的能量亏损在不久后当领域条件变的其他个体,此时的能量亏损在不久后当领域条件变的其他个体,此时的能量亏损在不久后当领域条件变好时会得到加倍的补偿,这种着眼于将来的行为就是好时会得到加倍的补偿,这种着眼于将来的行为就是好时会得到加倍的补偿,这种着眼于将来的行为就是好时会得到加倍的补偿,这种着眼于
10、将来的行为就是长期权衡利弊的一个事例,从客观上讲,动物的领域长期权衡利弊的一个事例,从客观上讲,动物的领域长期权衡利弊的一个事例,从客观上讲,动物的领域长期权衡利弊的一个事例,从客观上讲,动物的领域行为常常不光是为了眼前利益,同时也会照看到长远行为常常不光是为了眼前利益,同时也会照看到长远行为常常不光是为了眼前利益,同时也会照看到长远行为常常不光是为了眼前利益,同时也会照看到长远的利益。的利益。的利益。的利益。夏威夷蜜鸟夏威夷蜜鸟:动物领域性特点动物领域性特点领域面积随领域占有者的体重而扩大。领域面积随领域占有者的体重而扩大。领域面积受食物品质的影响,食肉性种类领域面积受食物品质的影响,食肉性
11、种类的领域面积比同样体重的食草性种类大。的领域面积比同样体重的食草性种类大。领域行为和面积往往随生活史,尤其是繁领域行为和面积往往随生活史,尤其是繁殖节律而变更。殖节律而变更。1领域领域行为的生态学意义行为的生态学意义p削减个体或群体之间的冲突,即攻击行为的发生削减个体或群体之间的冲突,即攻击行为的发生削减个体或群体之间的冲突,即攻击行为的发生削减个体或群体之间的冲突,即攻击行为的发生p当资源有限时,能够保证占有者有足够的食物等当资源有限时,能够保证占有者有足够的食物等当资源有限时,能够保证占有者有足够的食物等当资源有限时,能够保证占有者有足够的食物等p在繁殖季节,可以避开其他同种个体的干扰,
12、有在繁殖季节,可以避开其他同种个体的干扰,有在繁殖季节,可以避开其他同种个体的干扰,有在繁殖季节,可以避开其他同种个体的干扰,有利于求偶交配育幼等利于求偶交配育幼等利于求偶交配育幼等利于求偶交配育幼等p熟悉该地区有利于回避敌害,有利于找寻食物熟悉该地区有利于回避敌害,有利于找寻食物熟悉该地区有利于回避敌害,有利于找寻食物熟悉该地区有利于回避敌害,有利于找寻食物三、集群三、集群(colony)是同一种生物的不同个体,或多或少都会在确定是同一种生物的不同个体,或多或少都会在确定的时期内生活在一起,从而保证种群的生存和正常繁的时期内生活在一起,从而保证种群的生存和正常繁殖,是一种重要的适应性特征。依
13、据集群后群体持续殖,是一种重要的适应性特征。依据集群后群体持续的时间长短,集群分为临时性的时间长短,集群分为临时性(temporary)和永久性和永久性(permanent)两种类型。两种类型。同一种动物在一起生活所产生的有利作用,称为同一种动物在一起生活所产生的有利作用,称为集群效应集群效应(colony effect)。狼群可狼群可分工合作分工合作集群有利于变更小生境集群有利于变更小生境集群有利于提高捕食效率集群有利于提高捕食效率集群有利于提高学习效率集群有利于提高学习效率集群可以共同防卫敌害集群可以共同防卫敌害集群能够促进繁殖集群能够促进繁殖集群集群的生态学意义的生态学意义最适:最适:3
14、5度度1四、四、社会社会等级等级(social hierarchy)定义:指动物种群中个体的地位具有确定依定义:指动物种群中个体的地位具有确定依次的现象。次的现象。社会等级现象形成的基础是支配行为,即支社会等级现象形成的基础是支配行为,即支配配-从属关系。从属关系。等级高的个体在食物、栖所、等级高的个体在食物、栖所、配偶选择中具有优先权。配偶选择中具有优先权。1u3.4.2 种种间间关系关系(interspecific relationship)种间关系是指生活于同种间关系是指生活于同种间关系是指生活于同种间关系是指生活于同一生境中的不同物种间一生境中的不同物种间一生境中的不同物种间一生境中的
15、不同物种间的相互作用关系。的相互作用关系。的相互作用关系。的相互作用关系。两个种群的相互关系可两个种群的相互关系可两个种群的相互关系可两个种群的相互关系可以是间接的,也可以是以是间接的,也可以是以是间接的,也可以是以是间接的,也可以是干脆的相互影响。干脆的相互影响。干脆的相互影响。干脆的相互影响。1种间相互作用的基本类型种间相互作用的基本类型“+”得利;得利;“-”受损;受损;“O”无明显影响无明显影响正相互作用正相互作用正相互作用正相互作用负相互作用负相互作用负相互作用负相互作用1一、一、种间竞争种间竞争(interspecific competition)l概念:具有相像要求的不同物种,为
16、了争夺概念:具有相像要求的不同物种,为了争夺空间和资源,而产生的一种干脆或间接抑空间和资源,而产生的一种干脆或间接抑制对方的现象。制对方的现象。大象大象和狮子抢夺水源和狮子抢夺水源水稻和杂草的竞争水稻和杂草的竞争l竞争实力确定因素竞争实力确定因素l生态习性、生活型、生态幅度生态习性、生活型、生态幅度ABAB竞争竞争实力悬殊实力悬殊时时(大草履虫与双小核草履虫)(大草履虫与双小核草履虫)生生物物数数量量时间时间生生物物数数量量时间时间竞争竞争实力相当实力相当时时(牛与羊(牛与羊(牛与羊(牛与羊)l竞争结果【两个(淘汰;习性变更)】:竞争结果【两个(淘汰;习性变更)】:l一个种群被另一个种群完全排
17、挤掉;一个种群被另一个种群完全排挤掉;l一个种群迫使另一种群占有不同的空间一个种群迫使另一种群占有不同的空间(空间空间分隔分隔);食性特化;其他生态习性分化,如时间;食性特化;其他生态习性分化,如时间分隔等。分隔等。11、高斯假说(竞争排斥原理)、高斯假说(竞争排斥原理)苏联生态学家,苏联生态学家,苏联生态学家,苏联生态学家,GauseGause,19341934生态位相近(如:相同资源利生态位相近(如:相同资源利生态位相近(如:相同资源利生态位相近(如:相同资源利用方式)的两个物种不能在同用方式)的两个物种不能在同用方式)的两个物种不能在同用方式)的两个物种不能在同一地区一地区一地区一地区长
18、期共存。长期共存。长期共存。长期共存。(高斯假说)(高斯假说)(高斯假说)(高斯假说)草履虫为试验对象草履虫为试验对象草履虫为试验对象草履虫为试验对象雌雄同体的单细胞动物雌雄同体的单细胞动物雌雄同体的单细胞动物雌雄同体的单细胞动物寿命时间为一昼夜左右寿命时间为一昼夜左右寿命时间为一昼夜左右寿命时间为一昼夜左右p竞争排斥原理竞争排斥原理竞争排斥原理竞争排斥原理:在一个稳定的:在一个稳定的环境内,两个以上受资源限制环境内,两个以上受资源限制的、具有相同资源利用方式的的、具有相同资源利用方式的物种会产生种间竞争现象,不物种会产生种间竞争现象,不能长期共存在一起。即完全的能长期共存在一起。即完全的竞争
19、者不能共存。竞争者不能共存。1双核小草履虫双核小草履虫双核小草履虫双核小草履虫大草履虫大草履虫大草履虫大草履虫12、生态位理论生态位理论生态位生态位生态位生态位(niche)(niche):是自然生态系统中一个种群在时:是自然生态系统中一个种群在时:是自然生态系统中一个种群在时:是自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。定义中的关键词定义中的关键词定义中的关键词定义中的关键词时空上的位置、功能关系时空上的位置、功能关系时空上的
20、位置、功能关系时空上的位置、功能关系它不仅说明生物居住的场所,而且也要说明它要吃它不仅说明生物居住的场所,而且也要说明它要吃它不仅说明生物居住的场所,而且也要说明它要吃它不仅说明生物居住的场所,而且也要说明它要吃什么、被什么动物所吃、它们的活动时间、与其它什么、被什么动物所吃、它们的活动时间、与其它什么、被什么动物所吃、它们的活动时间、与其它什么、被什么动物所吃、它们的活动时间、与其它生物的关系,以及它对生物群落发生的影响等全部生物的关系,以及它对生物群落发生的影响等全部生物的关系,以及它对生物群落发生的影响等全部生物的关系,以及它对生物群落发生的影响等全部方面。也就是说生态位是某一物种的个体
21、与环境方面。也就是说生态位是某一物种的个体与环境方面。也就是说生态位是某一物种的个体与环境方面。也就是说生态位是某一物种的个体与环境(包括非生物的和生物的环境)之间特定关系的总(包括非生物的和生物的环境)之间特定关系的总(包括非生物的和生物的环境)之间特定关系的总(包括非生物的和生物的环境)之间特定关系的总和。和。和。和。1基础生态位与实际生态位 基础生态位基础生态位基础生态位基础生态位(fundamental niche)(fundamental niche):生物群落中,某:生物群落中,某:生物群落中,某:生物群落中,某一物种所栖息的理论上最大空间,即没有种间竞一物种所栖息的理论上最大空间
22、,即没有种间竞一物种所栖息的理论上最大空间,即没有种间竞一物种所栖息的理论上最大空间,即没有种间竞争的种的生态位。争的种的生态位。争的种的生态位。争的种的生态位。实际生态位实际生态位实际生态位实际生态位(realized niche)(realized niche):当有竞争者时,必定:当有竞争者时,必定:当有竞争者时,必定:当有竞争者时,必定使该物种只占据基础生态位的一部分,这一部分使该物种只占据基础生态位的一部分,这一部分使该物种只占据基础生态位的一部分,这一部分使该物种只占据基础生态位的一部分,这一部分实际占有的生态空间称为实际生态位。实际占有的生态空间称为实际生态位。实际占有的生态空间
23、称为实际生态位。实际占有的生态空间称为实际生态位。竞争种类竞争种类竞争种类竞争种类越多,某物种占有的实际生态位越小。越多,某物种占有的实际生态位越小。越多,某物种占有的实际生态位越小。越多,某物种占有的实际生态位越小。实际生态位是实际生态位是实际生态位是实际生态位是生物之间的相互影响生物之间的相互影响生物之间的相互影响生物之间的相互影响和物种自己和物种自己和物种自己和物种自己对某些对某些对某些对某些环境条件所具有选择性环境条件所具有选择性环境条件所具有选择性环境条件所具有选择性的共同结果的共同结果的共同结果的共同结果1生态位与种内、种间关系生态位与种内、种间关系资源利用曲线资源利用曲线生态位重
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