第三章种群生态学 ●第一节种群及其基本特征 第二节种群的遗传与进化 ●第三节种内、种间关系 第一节种群及其基本特征 §1种群的基本概念 §2种群特征 §3种群的分布与多度 §4种群动态 §5种群增长模型 ·§6种群调节 §1种群的基本概念 种群定义 种群生物学与种群生态学 单体生物和构件生物 研究种群生态学的意义 1种群的定义 ·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、 定遗传特性等内容。 种群不是个体的简单叠加,是通过种内关系组成的一个有机统一体或系统 种群是一个自我调节系统,通过系统的自动调节,使其能在生态系统内维持自身 稳定性。作为系统还具有群体的信息传递、行为适应与数量反馈控制的功能 种群不仅是自然界物种存在、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份,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。 一个物种,由于地理隔离,有时不只有一个种群。 种群既可以作为抽象概念,也可作为具体存在的客体在实际研究中加以应用
1 第三章 种群生态学 ⚫ 第一节 种群及其基本特征 ⚫ 第二节 种群的遗传与进化 ⚫ 第三节 种内、种间关系 第一节 种群及其基本特征 ⚫ §1 种群的基本概念 ⚫ §2 种群特征 ⚫ §3 种群的分布与多度 ⚫ §4 种群动态 ⚫ §5 种群增长模型 ⚫ §6 种群调节 §1 种群的基本概念 ⚫ 种群定义 ⚫ 种群生物学与种群生态学 ⚫ 单体生物和构件生物 ⚫ 研究种群生态学的意义 1 种群的定义 ⚫ 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。 ➢ 种群不是个体的简单叠加，是通过种内关系组成的一个有机统一体或系统。 ➢ 种群是一个自我调节系统，通过系统的自动调节，使其能在生态系统内维持自身 稳定性。作为系统还具有群体的信息传递、行为适应与数量反馈控制的功能。 ➢ 种群不仅是自然界物种存在、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份，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。 ➢ 一个物种，由于地理隔离，有时不只有一个种群。 ➢ 种群既可以作为抽象概念，也可作为具体存在的客体在实际研究中加以应用
2种群生物学与种群生态学 种群生物学( population biology):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 。种群建传半(pu如1gnga:对种街的遗传过間 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。 3单体生物和构件生物 单体生物( unitary organism) >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( modular organism) 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。 4研究种群生态学的意义 理论意义 开辟生态学研究的新领域。 实践意义 了解生物在生态系统中的地位; 了解数量的时空动态 实施物种保护 §2种群特征 种群的主要特征 种群的群体特征 种群动态是种群生态学研究的核心 种群主要特征 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,称为种群的内分布型 (internal distribution pattern 遗传特征 种群具有一定的遗传组成,是一个基因库
2 2 种群生物学与种群生态学 ⚫ 种群生物学（population biology）: 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（ population genetics ）: 研究种群的遗传过程。 ⚫ 种群生态学（ population ecology ）: 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。 3 单体生物和构件生物 ⚫ 单体生物（unitary organism） ➢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（modular organism） ➢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。 4 研究种群生态学的意义 ⚫ 理论意义 ➢开辟生态学研究的新领域。 ⚫ 实践意义 ➢了解生物在生态系统中的地位； ➢了解数量的时空动态； ➢实施物种保护。 §2 种群特征 ⚫ 种群的主要特征 ⚫ 种群的群体特征 ⚫ 种群动态是种群生态学研究的核心 1 种群主要特征 ⚫ 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，称为种群的内分布型 （internal distribution pattern）。 ⚫ 遗传特征 ➢种群具有一定的遗传组成，是一个基因库
种群的群体特征 冷种群数量:密度( density)(原始密度( crude density)、生态密度( ecological density)) 种群初级参数: ①出生率( natality)(生理出生率( physiological natality)最大出生率 ( maximum natality)、生态出生率( ecological natality)-实际出生率( realized natality)) ②死亡率( mortality)(生理死亡率( physiological mortality)-最小死亡率 ( minimum mortality)、生态死亡率 cological mortality)-实际出生率 (realized)) ③迁入和迁出率 冷次级种群参数:性比( sex ratio)、年龄分布( age structure)、种群增长率 ( population growth rate)、分布型( pattern of distribution) 种群参数的一些基本概念 原始密度( crude density):单位空间内个体的数量。 冷生态密度( ecological density):生物实际占有空间内的个体数量 生理出生率( physiological natality):种群在理想条件下所能达到的最大出生数 量,又称最大出生率( maximum natality) 冷生态出生率 ecological natality)}:一定时期内,种群在特定条件下实际繁殖的 个体数量,它受生殖季节、一年生殖次数、一次产仔数量、妊娠期长短和孵化期 长短、以及环境条件、营养状况和种群密度等因素影响,又称实际出生率( realized natality) 冷生理死亡率( physiological mortality):最适条件下,所有个体都因衰老而死, 这种死亡率称生理死亡率,又称最小死亡率 minimum mortality 冷生态死亡率 cological mortality):一定条件下,种群实际的死亡率,又称实际 出生率( realized) 种群动态是种群生态学的核心问题 种群动态是种群数量在时间和空间上的变动规律,涉及: 有多少(种群数量或密度)? 哪里多,哪里少(种群分布)? 怎样变动(数量变动和扩散迁移)? 为什么这样变动(种群调节)? §3种群的分布与多度 种群分布界限 ·种群分布格局
3 种群的群体特征 ❖ 种群数量：密度(density) （原始密度(crude density) 、生态密度(ecological density) ） ❖ 种群初级参数： ①出生率(natality)（生理出生率(physiological natality) –最大出生率 (maximum natality)、生态出生率(ecological natality) –实际出生率(realized natality)） ②死亡率(mortality) （生理死亡率(physiological mortality ) –最小死亡率 (minimum mortality)、生态死亡率(ecological mortality) –实际出生率 (realized)） ③迁入和迁出率 ❖ 次级种群参数：性比(sex ratio) 、年龄分布(age structure) 、种群增长率 （population growth rate）、分布型（pattern of distributipn） 种群参数的一些基本概念 ❖ 原始密度(crude density) ：单位空间内个体的数量。 ❖ 生态密度(ecological density)：生物实际占有空间内的个体数量。 ❖ 生理出生率(physiological natality)：种群在理想条件下所能达到的最大出生数 量，又称最大出生率(maximum natality)。 ❖ 生态出生率(ecological natality)：一定时期内，种群在特定条件下实际繁殖的 个体数量，它受生殖季节、一年生殖次数、一次产仔数量、妊娠期长短和孵化期 长短、以及环境条件、营养状况和种群密度等因素影响，又称实际出生率(realized natality)。 ❖ 生理死亡率(physiological mortality )：最适条件下，所有个体都因衰老而死， 这种死亡率称生理死亡率，又称最小死亡率(minimum mortality) ❖ 生态死亡率(ecological mortality)：一定条件下，种群实际的死亡率，又称实际 出生率(realized)。 种群动态是种群生态学的核心问题 ⚫ 种群动态是种群数量在时间和空间上的变动规律，涉及： ➢ 有多少（种群数量或密度）？ ➢ 哪里多，哪里少（种群分布）？ ➢ 怎样变动（数量变动和扩散迁移）？ ➢ 为什么这样变动（种群调节）？ §3 种群的分布与多度 ⚫ 种群分布界限 ⚫ 种群分布格局
生物体大小与种群密度关系 稀有与灭绝 ·种群多度的估计 1种群分布界限 自然环境限制物种的地理分布 气候 温度 降水 盐度 天然屏障 2种群的分布格局 ·的个体可能呈随机、均匀和聚集分布等格局;在大尺度上,种群的个体则是聚积 分布的 冷均匀分布:S2/m=0S样方个体数的方差,m为样方个体的平均数)原因:种 群内个体间的竞争 随机分布:S2/m=1-原因:资源分布均匀,种群内个体间没有彼此吸引或排斥。 聚集分布:S2/m>1-原因:资源分布不均匀;种子植物以母株为扩散中心;动 物的社会行为使其结群。 样方中个体平均数与方差的计算方法 ●m=∑fx/N s2=[fx2+(∑fx)2N](N-1) x为样方中的个体数,f为出现的频率,N为样方总数 3生物体大小与种群密度关系 ●种群密度随着有机体的大小的增加而降低 4稀有与灭绝 稀有的程度取决于:a物种的地理分布范围(分布范围大A+,分布范围小A一)、b生境的耐 受性(宽的耐受范围B+,狭的耐受范围分布范围小B一)、c种群大小(大的局域种群c+, 小的局域种群c-);稀有物种易于灭绝。 A十;B十;C+一如麻雀( Passer domesticus)和浦公英等物种,为生物圈中最常见的物种。 令A-;B十;C十一如白腰雪雀( Montifringilla taczanowskii)、棕颈雪雀(M. ruficollis)等, 易于灭绝 A十;B-;C+一如一些鯨类等,是易于灭绝的物种。 令A十;B+;C-—如虎( Panthera tigris)、猎隼( Falco peregrinus)等,易于灭绝 冷A-;B-;c+—如大鲵( Andrias davidianus)等,易于灭绝
4 ⚫ 生物体大小与种群密度关系 ⚫ 稀有与灭绝 ⚫ 种群多度的估计 1 种群分布界限 ⚫ 自然环境限制物种的地理分布 ➢气候 ➢温度 ➢降水 ➢盐度 ➢天然屏障 2 种群的分布格局 ⚫ 的个体可能呈随机、均匀和聚集分布等格局；在大尺度上，种群的个体则是聚积 分布的。 ❖ 均匀分布：S2／m=0(S2样方个体数的方差，m为样方个体的平均数 )—原因：种 群内个体间的竞争。 ❖ 随机分布：S2／m=1--原因：资源分布均匀，种群内个体间没有彼此吸引或排斥。 ❖ 聚集分布：S2／m>1--原因：资源分布不均匀；种子植物以母株为扩散中心；动 物的社会行为使其结群。 样方中个体平均数与方差的计算方法 ⚫ m＝∑fx/N ⚫ S2＝ [∑fx 2＋(∑ fx)2 /N]/(N-1) ⚫ x为样方中的个体数，f为出现的频率，N为样方总数 3 生物体大小与种群密度关系 ⚫ 种群密度随着有机体的大小的增加而降低。 4 稀有与灭绝 ➢ 稀有的程度取决于: a 物种的地理分布范围（分布范围大A＋，分布范围小A－）、b 生境的耐 受性（宽的耐受范围B＋，狭的耐受范围分布范围小B－） 、c 种群大小（大的局域种群C＋， 小的局域种群C－）；稀有物种易于灭绝。 ❖ A＋； B＋； C＋— 如麻雀(Passer domesticus)和浦公英等物种，为生物圈中最常见的物种。 ❖ A－； B＋； C＋— 如白腰雪雀(Montifringilla taczanowskii)、棕颈雪雀(M. ruficollis)等， 易于灭绝。 ❖ A＋； B－； C＋— 如一些鲸类等，是易于灭绝的物种。 ❖ A＋； B＋； C－— 如虎(Panthera tigris)、猎隼(Falco peregrinus)等，易于灭绝。 ❖ A－； B－； C＋—如大鲵(Andrias davidianus)等，易于灭绝
令A-;B十;C-—如叶猴( Presbytis spp)等,较易灭绝。 令A十;B-;C-一如大鸨( Otis tarda)等,较易灭绝 A-;B-;c-—如大熊猫( Ailuropoda melanoleuca)、扬子鳄( Alligator sinensis簿,最 易灭绝。 物种的濒危等级 小种群: >最小生存种群数量:对于任何一个生境中的任何一个物种,不论可预见的统计因 素、环境因素、遗传随机性和自然灾害如何影响它,该种的最小生存群还是孤立 种群能在1000年内有99%的机率保存下来。 濒危等级: UcN( The World conservation Union)物种红色名录 CITES (Convention on international trade in endangered species of wild fauna and flora物种名录 中国濒危动植物红皮书 国家重点保护野生动植物名录 UcN的濒危物种等级 灭绝 野外灭绝 极危 濒危受胁 易危 近危 不受关注 数据缺乏 不作评估 c「TES公约 附录1是指有灭绝危险的物种。《公约》禁止以商业为目的的国际贸易,只有在 特殊情况下才允许进行贸易 例如:1、所有狐猴、类人猿、猩猩、海龟;2、大部分鲸类、鳄类、猫科动物;3、多种廛 隼类、鹦鹉类、陆龟类、兰花、仙人掌类、大戟类和芦荟 附录物种是指那些目前虽未濒临灭绝,但如对其贸易不严加控制,就可能有灭 绝危险的物种。 例如:1、所有未列入附录内的猴类、鲸类、海豚、熊类、猫科动物、塵隼类、蟒蛇、巨蜥、 鳟类、珊瑚、兰花(含天麻、石斛、白芨)、仙人掌类、苏铁(铁树);2、桫椤(树蕨)、 吊灯花、芦荟、西洋参、沉香、金毛狗脊、猪笼草、胡黄连、匙叶甘松、桃儿七、蛇根木。 附录Ⅲ包括任何一个缔约国提出进行特别管制,并需要其他成员国给予相应管 理的物种。 例如:1、鼬类(印度)、买麻藤(尼泊尔)
5 ❖ A－； B＋； C－— 如叶猴(Presbytis spp.)等，较易灭绝。 ❖ A＋； B－； C－— 如大鸨(Otis tarda )等，较易灭绝。 ❖ A－； B－； C－— 如大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)、扬子鳄(Alligator sinensis)等，最 易灭绝。 物种的濒危等级 ⚫ 小种群： ➢ 最小生存种群数量：对于任何一个生境中的任何一个物种，不论可预见的统计因 素、环境因素、遗传随机性和自然灾害如何影响它，该种的最小生存群还是孤立 种群能在1000年内有99％的机率保存下来。 ⚫ 濒危等级： ➢ IUCN (The World Conservation Union ) 物种红色名录 ➢ CITES (Convention on international trade in endangered species of wild fauna and flora)物种名录 ➢ 中国濒危动植物红皮书 ➢ 国家重点保护野生动植物名录 IUCN的濒危物种等级 ⚫ 灭绝 ⚫ 野外灭绝 ⚫ 极危 ⚫ 濒危 受胁 ⚫ 易危 ⚫ 近危 ⚫ 不受关注 ⚫ 数据缺乏 ⚫ 不作评估 CITES公约 ⚫ 附录I 是指有灭绝危险的物种。《公约》禁止以商业为目的的国际贸易，只有在 特殊情况下才允许进行贸易。 – 例如：1、所有狐猴、类人猿、猩猩、海龟；2、大部分鲸类、鳄类、猫科动物；3、多种鹰 隼类、鹦鹉类、陆龟类、兰花、仙人掌类、大戟类和芦荟。 ⚫ 附录II 物种是指那些目前虽未濒临灭绝，但如对其贸易不严加控制，就可能有灭 绝危险的物种。 – 例如：1、所有未列入附录I内的猴类、鲸类、海豚、熊类、猫科动物、鹰隼类、蟒蛇、巨蜥、 鳄类、珊瑚、兰花（含天麻、石斛、白芨）、仙人掌类、苏铁（铁树）；2、桫椤（树蕨）、 吊灯花、芦荟、西洋参、沉香、金毛狗脊、猪笼草、胡黄连、匙叶甘松、桃儿七、蛇根木。 ⚫ 附录III 包括任何一个缔约国提出进行特别管制，并需要其他成员国给予相应管 理的物种。 – 例如：1、鼬类（印度）、买麻藤（尼泊尔）
中国濒危动植物红皮书 《中国濒危动物红皮书》 由国家环保局,中华人民共和国濒危物种委员会编,分鱼类、两栖类和爬行 类、鸟类、兽类4辑 >濒危等级:绝灭(Ex)、濒危(E)、易危(v)、稀有(R)、末定( 数据缺乏(K)、受威胁(T)、贸易致危(CT)8个级别 《中国濒危植物红皮书》 国家重点保护野生动植物名录 国家重点保护野生动物名录” 分级和保护动物; 1988年12月10日国务院批准; 1989年1月14日中华人民共和国林业部、农业部令第1号发布; 自1989年1月14日施行 国家重点保护野生植物名录 分级和保护植物 国务院1999年8月4日批准; 国家林业局农业部令第4号1999年9月9日施行 5种群多度的估计 物种多度与丰富度 多度( abundance):一定范围内的个体数量(种群密度)。 丰富度( richness)一定范围内的物种多寡。 种群密度的估计方法 绝对密度( absolute density)估计:单位面积或空间上的个体数量 相对密度( relative density估计:表示个体数量多少的相对指标。 绝对密度 绝对密度( absolute density)估计:总数量调查( total coun):计数某地段全部 生活的个体数量 ☆取样调查( sampling methods):计数种群的一小部分用以估计种群整体。 样方法 use of quadrats):在若干样方中计数全部个体,然后将其平均数推广, 来估计种群整体。 标志重捕法 mark-recapture methods):在调查地段中,捕获一部分个体进行 标志,然后放回,经一定期限后进行重捕。根据重捕中标志的比例,估计个体的 总数。 去除取样法( removal sampling):以单位时间的捕获数(Y)对捕获累积数(X) 作图,得到一条回归直线,直线在X轴上的截距为估计的种群数量
6 中国濒危动植物红皮书 ⚫ 《中国濒危动物红皮书》 ➢由国家环保局，中华人民共和国濒危物种委员会编，分鱼类、两栖类和爬行 类、鸟类、兽类4辑 ➢濒危等级：绝灭（Ex）、濒危（E） 、易危（V） 、稀有（R） 、末定（I） 、 数据缺乏（K） 、受威胁（T） 、贸易致危（CT） 8个级别。 ⚫ 《中国濒危植物红皮书》 国家重点保护野生动植物名录 ⚫ “国家重点保护野生动物名录” ➢分I级和II保护动物； ➢1988年12月10日国务院批准； ➢1989年1月14日中华人民共和国林业部、农业部令第1号发布； ➢自1989年1月14日施行。 ⚫ “国家重点保护野生植物名录” ➢分I级和II保护植物； ➢国务院1999年8月4日批准； ➢国家林业局 农业部令第4号 1999年9月9日施行。 5 种群多度的估计 ⚫ 物种多度与丰富度 ➢ 多度(abundance):一定范围内的个体数量（种群密度）。 ➢ 丰富度(richness):一定范围内的物种多寡。 ⚫ 种群密度的估计方法： ➢ 绝对密度(absolute density)估计:单位面积或空间上的个体数量。 ➢ 相对密度(relative density)估计：表示个体数量多少的相对指标。 绝对密度 ➢ 绝对密度(absolute density)估计：总数量调查(total count) ：计数某地段全部 生活的个体数量。 ❖ 取样调查(sampling methods) ：计数种群的一小部分用以估计种群整体。 ▪ 样方法(use of quadrats)：在若干样方中计数全部个体，然后将其平均数推广， 来估计种群整体。 ▪ 标志重捕法(mark-recapture methods) ：在调查地段中，捕获一部分个体进行 标志，然后放回，经一定期限后进行重捕。根据重捕中标志的比例，估计个体的 总数。 ▪ 去除取样法(removal sampling) ：以单位时间的捕获数（Y）对捕获累积数（X） 作图，得到一条回归直线，直线在X轴上的截距为估计的种群数量
相对密度 >相对密度( relative density)估计:表示个体数量多少的相对指标 今捕获率、遇见率、粪堆数、鸣叫声、毛皮收购、单位捕捞鱼量、动物 痕迹(活动留下的土丘、洞穴、巢、蛹等) §4种群动态 种群结构 存活格局 种群变化率 种群扩散 自然种群的数量变动 1种群结构 ●年龄结构 性别结构 年龄结构 种群各年龄组的个体数或百分比的分布呈金字塔形,因此,称这样的 年龄分布称为年龄金字塔或年龄锥体( age pyramid) 年龄锥体有三种类型:下降( declining)、稳定( stable)和增长 ( Increasing)型。 ·种群的年龄分布( age distribution)体现种群存活、繁殖的历史,以及 未来潜在的增长趋势,因此,研究种群的历史,便可预测种群的未来。 性别结构 ●性比( sex ratio):同一年龄组的雌雄数量之比,即年龄锥体两侧 的数量比例 >第一性比:种群中雄性个体和雌性个体数目的比例; 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。 2存活格局
7 相对密度 ➢ 相对密度(relative density)估计：表示个体数量多少的相对指标。 ❖ 捕获率、遇见率、粪堆数、鸣叫声、毛皮收购、单位捕捞鱼量、动物 痕迹（活动留下的土丘、洞穴、巢、蛹等） §4 种群动态 ⚫ 种群结构 ⚫ 存活格局 ⚫ 种群变化率 ⚫ 种群扩散 ⚫ 自然种群的数量变动 1 种群结构 ⚫ 年龄结构 ⚫ 性别结构 年龄结构 ⚫ 种群各年龄组的个体数或百分比的分布呈金字塔形，因此，称这样的 年龄分布称为年龄金字塔或年龄锥体（age pyramid）。 ⚫ 年龄锥体有三种类型：下降(declining)、稳定(stable)和增长 (increasing)型。 ⚫ 种群的年龄分布(age distribution)体现种群存活、繁殖的历史，以及 未来潜在的增长趋势，因此，研究种群的历史，便可预测种群的未来。 性别结构 ⚫ 性比（sex ratio）: 同一年龄组的雌雄数量之比，即年龄锥体两侧 的数量比例。 ➢ 第一性比: 种群中雄性个体和雌性个体数目的比例; ➢ 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。 2 存活格局
活格局可以通过三条途径估计: ÷①年龄分布 ÷②同生群生命表 ⑧静态生命表 存活曲线:描述了种群的存活格局。 生命表 同生群生命表( cohort life table)(动态生命表 dy namic life table);特定年龄生 命表(age- specific life table);水平生命表( horizontal life table):根据大约同 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( static life table)((特定时间生命表 time-specific life table);垂 直生命表 vertical life table):根据某一特定时间对种群作一年龄结构调查数 据而编制的生命表称表态生命表。 综合生命表( complex life table):包括了出生率的生命表称综合生命表。 各类生命表的评价 ·同生群生命表个体经历了同样的环境条件,而静态生命表中个体出生于不同的年 份,经历了不同的环境条件,因此,编制静态生命表等于假定种群所经历的环境 没有变化,事实上情况并非如此 同生群生命所研究的对象必须是同一时间出生的个体,但历时太长工作量太大 难以获得生命表数据。静态生命表虽有缺陷,在运用得法的情况下,还是有价值 的 ·通过生命表的研究可以了解种群的动态。 3存活曲线 I型存活曲线 type i survivorship):幼体和中年个体的存活率相对高,老年 个体的死亡率高 ·Ⅱ型存活曲线ypeⅡ survivorship):各年齡段的死亡率恒定,曲线呈对角线 型 ·Ⅲ型存活曲线 type ll survivorship):一段极高的幼体死亡率时期之后,存活 率相对高。 4种群增长率 生命表与繁殖力表相结合,可用于估计种群的净繁殖率(R0)、几何增长率(周 限增长率川(λ)、世代时间T和每员增长率(r) 冷净繁殖率( net reproductive rate(Ro):种群每个体平均产生的后代数量。R0= ∑kmx
8 ⚫ 活格局可以通过三条途径估计： ❖ ①年龄分布 ❖ ②同生群生命表 ❖ ③静态生命表 ⚫ 存活曲线： 描述了种群的存活格局。 生命表 ⚫ 同生群生命表(cohort life table)（动态生命表(dynamic life table)；特定年龄生 命表(age-specific life table)；水平生命表( horizontal life table )：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(static life table)（（特定时间生命表(time-specific life table)；垂 直生命表(vertical life table)）：根据某一特定时间对种群作一年龄结构调查数 据而编制的生命表称表态生命表。 ⚫ 综合生命表(complex life table):包括了出生率的生命表称综合生命表。 各类生命表的评价 ⚫ 同生群生命表个体经历了同样的环境条件，而静态生命表中个体出生于不同的年 份，经历了不同的环境条件，因此，编制静态生命表等于假定种群所经历的环境 没有变化，事实上情况并非如此。 ⚫ 同生群生命所研究的对象必须是同一时间出生的个体，但历时太长工作量太大， 难以获得生命表数据。静态生命表虽有缺陷，在运用得法的情况下，还是有价值 的。 ⚫ 通过生命表的研究可以了解种群的动态。 3 存活曲线 ⚫ Ⅰ型存活曲线(type Ⅰ survivorship): 幼体和中年个体的存活率相对高，老年 个体的死亡率高。 ⚫ Ⅱ型存活曲线(type Ⅱ survivorship): 各年龄段的死亡率恒定，曲线呈对角线 型。 ⚫ Ⅲ型存活曲线(type Ⅲ survivorship): 一段极高的幼体死亡率时期之后，存活 率相对高。 4 种群增长率 ⚫ 生命表与繁殖力表相结合，可用于估计种群的净繁殖率（R0）、几何增长率(周 限增长率)(λ)、世代时间(T)和每员增长率(r)。 ❖ 净繁殖率(net reproductive rate)(R0)：种群每个体平均产生的后代数量。 R0= ∑lxmx
世代时间( generation time)):从上一代到下一代,如卵到卵,种子到种子所需 的平均时间。T=∑ x lxx/Ro 生命表可以估计种群的内禀增长能力 内禀增长能力 内禀增长能力定义:在种群不受限制的条件下,即能够排除不利的天气条件,提 供理想的食物条件,排除捕食者和疾病,我们能够观察到种群的最大增长能力 (rm)。mm最大的瞬时增长率,即内禀增长率( intrinsic or innate rate of Increase)或内禀增长能力( innate capacity of increase)。 内禀增长能力测定方法:通过生命表估算。 内禀增长能力的意义: 可以敏感地反应出环境的细微变化,是特定种群对于环境质量反应的一个优 良指标 是自然现象的抽象,它能作为一个模型,可以与自然界观察到的实际增长率 进行比较。 世代重叠的种群增长率估计方法 通过综合生命表,估计:T、和r 种群变化率 世代不重叠的种群变化率 世代重叠的种群变化率 世代不重叠的种群变化率 种群变化率 △N△t=XNt NM=A Nt A =N++/N 周限增长率( finite rate of increase)(λ):时间轴上两点间种群数量的比率,又 称几何增长率( geometric rate of increase) 世代重叠的种群变化率 种群变化率:△N△t=rNt dN/dt= rN Nt= Noer >r=In( nt/No) ·瞬时增长率( instantaneous rate of increase; per-capita rate of increase)( 任一短的时间内,出生率与死亡率之差便是瞬时增长率。 ● r In Ro/T
9 ❖ 世代时间(generation time)(T):从上一代到下一代，如卵到卵，种子到种子所需 的平均时间。T= ∑x lxmx /R0 ⚫ 生命表可以估计种群的内禀增长能力 内禀增长能力 ⚫ 内禀增长能力定义：在种群不受限制的条件下，即能够排除不利的天气条件，提 供理想的食物条件，排除捕食者和疾病，我们能够观察到种群的最大增长能力 （rm ）。 mm是最大的瞬时增长率，即内禀增长率（intrinsic or innate rate of increase）或内禀增长能力（ innate capacity of increase ） 。 ⚫ 内禀增长能力测定方法：通过生命表估算。 ⚫ 内禀增长能力的意义： ➢可以敏感地反应出环境的细微变化，是特定种群对于环境质量反应的一个优 良指标； ➢是自然现象的抽象，它能作为一个模型，可以与自然界观察到的实际增长率 进行比较。 ⚫ 世代重叠的种群增长率估计方法 ⚫ 通过综合生命表，估计：T、和r 种群变化率 ⚫ 世代不重叠的种群变化率 ⚫ 世代重叠的种群变化率 世代不重叠的种群变化率 ⚫ 种群变化率: ➢△N/△t = λNt ➢ Nt+1 = λNt ➢λ = Nt+1 /Nt ⚫ 周限增长率 (finite rate of increase) (λ)：时间轴上两点间种群数量的比率，又 称几何增长率(geometric rate of increase)。 ⚫ λ = R0 世代重叠的种群变化率 ⚫ 种群变化率： △N/△t = rNt ➢ dN/dt = rNt ➢ Nt = N0e rt ➢r =ln ( Nt/N0)/t ⚫ 瞬时增长率(instantaneous rate of increase;per-capita rate of increase)(r): 任一短的时间内，出生率与死亡率之差便是瞬时增长率。 ⚫ r= ln R0/T
通过种群动态估计评估污染物的影响 通过种群瞬时增长率估计污染物的影响 对于一个有机体,同化的能量=呼吸作用的能量十分泌活动的能量十生殖活动的 能量;而且,能量分配原理认为,可供给有机体的能量是有限的,如果用于某 功能的能量增加,势必减少用于其它方面的能量,因此,处于有毒环境的生物 常导致生理紧张,用于呼吸的能量增加。增加的这些能量用于排出毒素、解毒、 修复毒素伤害的细胞。呼吸能量的增加,减少了用于生长和繁殖的能量 种群的瞬时增长率(r=nR/T证明是最有代表性的种群特征,可用于作为种群对 潜在污染物响应的指标 有机体对环境的响应存在差异,称可变性 variability),如有毒环境中,几个种 群的瞬时增长率的差异。这些差异是由种群遗传差别,以及毒素浓度(环境)差 别引起的,此外,还有种群遗传和环境相互作用引起的,以及一些误差无法解释 的冗余差异。实验表明,用r作为指标测得的不同的基因型对污染物的响应较稳 定,而环境因素引起的变异超过不同基因型引起的差异。 5种群扩散 种群扩散( dispersal)扩散是种群动态的一个重要方面,通过作用扩散可以使 种群的个体迁出和迁入,从而增加或降低当地种群的密度。 种群的扩散可通过:风、水、动物等途径。 种群扩散的原因多种,如集群和扩散性;气候变化分布区扩大;食物资源变化; 河流和洋流的作用;人为因素等。 种群扩散的意义:减少种群压力,扩大分布区,形成新种。 生物入侵 生物入侵指生物通过扩散造成异地经济损失、严重危害生态环境安全的现象,入侵生物种包括 细菌、害虫、藻类等,传播途径千变万化,常令人防不胜防 1845年,爱尔兰从南美引进的马铃薯带有晚疫病,导致境内马铃薯全部枯死,饿死150万人,成 为人类史上“生物入侵造成的最大悲剧。19世纪中期,从俄国侵入北美的白松锈病,几乎灭了 美国全部的白松;20世纪七十年代,为平息境外传入的“猪霍乱”,荷兰销毁了全国三分之二的存 栏生猪。近10年多来,生物入侵的势头并没有减弱。1986年英国爆发“疯牛病”事件,欧盟各国为 防止该病入境至少耗去30亿欧元。美国康奈尔大学公布的数据表明,美国目前每年要为“生物入 侵”损失1370亿美元 ·我国也曾吃过“生物入侵”的苦头。上个世纪90年代末,为保护黄山的松树免遑境外传入的松材线 虫侵謇,国家一次性就投入6190万元建立防护体系。 ·如今,随着交通日益发达,高山、海洋等阻隔屏障的作用正逐渐弱化。物种的全球大旅行,增强 着全球生物跨国大入侵的趋势。被列入国际自然保护联盟有謇生物黑名单的马铃薯甲虫,正从欧 洲持续以每年100公里的速度向东推进。我国2001年出入境总人数已达2亿,入世又使我国进入 个国际贸易和旅游发展的新时期,“生物入侵”问题无疑将日趋重要
10 ⚫ 通过种群动态估计评估污染物的影响 通过种群瞬时增长率估计污染物的影响 ⚫ 对于一个有机体，同化的能量＝呼吸作用的能量＋分泌活动的能量＋生殖活动的 能量；而且，能量分配原理认为，可供给有机体的能量是有限的，如果用于某一 功能的能量增加，势必减少用于其它方面的能量，因此，处于有毒环境的生物， 常导致生理紧张，用于呼吸的能量增加。增加的这些能量用于排出毒素、解毒、 修复毒素伤害的细胞。呼吸能量的增加，减少了用于生长和繁殖的能量。 ⚫ 种群的瞬时增长率(r＝lnR0/T)证明是最有代表性的种群特征，可用于作为种群对 潜在污染物响应的指标。 ⚫ 有机体对环境的响应存在差异，称可变性(variability)，如有毒环境中，几个种 群的瞬时增长率的差异。这些差异是由种群遗传差别，以及毒素浓度（环境）差 别引起的，此外，还有种群遗传和环境相互作用引起的，以及一些误差无法解释 的冗余差异。实验表明，用r作为指标测得的不同的基因型对污染物的响应较稳 定，而环境因素引起的变异超过不同基因型引起的差异。 5 种群扩散 ⚫ 种群扩散（dispersal）扩散是种群动态的一个重要方面，通过作用扩散可以使 种群的个体迁出和迁入，从而增加或降低当地种群的密度。 ⚫ 种群的扩散可通过：风、水、动物等途径。 ⚫ 种群扩散的原因多种，如集群和扩散性；气候变化分布区扩大；食物资源变化； 河流和洋流的作用；人为因素等。 ⚫ 种群扩散的意义：减少种群压力，扩大分布区，形成新种。 生物入侵 ⚫ 生物入侵 指生物通过扩散造成异地经济损失、严重危害生态环境安全的现象，入侵生物种包括 细菌、害虫、藻类等，传播途径千变万化，常令人防不胜防。 ⚫ 1845年，爱尔兰从南美引进的马铃薯带有晚疫病，导致境内马铃薯全部枯死，饿死150万人，成 为人类史上“生物入侵”造成的最大悲剧。19世纪中期，从俄国侵入北美的白松锈病，几乎毁灭了 美国全部的白松；20世纪七十年代，为平息境外传入的“猪霍乱”，荷兰销毁了全国三分之二的存 栏生猪。近10年多来，生物入侵的势头并没有减弱。1986年英国爆发“疯牛病”事件，欧盟各国为 防止该病入境至少耗去30亿欧元。美国康奈尔大学公布的数据表明，美国目前每年要为“生物入 侵”损失1370亿美元。 ⚫ 我国也曾吃过“生物入侵”的苦头。上个世纪90年代末，为保护黄山的松树免遭境外传入的松材线 虫侵害，国家一次性就投入6190万元建立防护体系。 ⚫ 如今，随着交通日益发达，高山、海洋等阻隔屏障的作用正逐渐弱化。物种的全球大旅行，增强 着全球生物跨国大入侵的趋势。被列入国际自然保护联盟有害生物黑名单的马铃薯甲虫，正从欧 洲持续以每年100公里的速度向东推进。我国2001年出入境总人数已达2亿，入世又使我国进入一 个国际贸易和旅游发展的新时期，“生物入侵”问题无疑将日趋重要
