植物种群生态学分布及数量
植物的种群与群落
数学模型的建立和验证
数学模型在预测植物种群与群 落动态中的应用
数学模型在植物种群与群落管 理中的应用
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Part Two
植物种群的特征
种群的概念
种群：在一定区域内，同一物种的 所有个体
种群动态：种群数量和时间的关系， 包括增长、稳定和下降等阶段
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种群特征：包括种群密度、年龄结 构、性别比例、出生率和死亡率等
种群分布：种群在不同空间位置上 的分布情况，包括均匀分布、聚集 分布和随机分布等类型
生产者：植物、藻类和微生物等 消费者：动物、昆虫和微生物等 分解者：细菌、真菌和微生物等 非生物环境：气候、土壤和水分等
Part Four
植物种群与群落的关系
种群与群落的相互影响
植物群落：不同物种的集合， 具有相似的环境条件和生态
功能
竞争：不同种群之间争夺资 源，如阳光、水分、养分等
捕食：一种种群捕食另一种 种群，如食虫植物、食肉动
群落的环境条 件会影响种群 的分布和数量
群落的物种组 成和结构会影 响种群的生存
和繁殖
种群与群落的空间关系
植物种群在空间上的分布 和排列方式
植物群落在空间上的组合 和排列方式
植物种群与群落之间的相 互影响和相互作用
植物种群与群落之间的竞 争和共生关系
种群与群落的时间关系
植物种群随时间的变化而变化
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时间变化：植物种群与群落的数量 和种类会随着时间的变化而发生变 化，如季节性变化、年际变化等。
竞争与共生：植物种群与群落之间 存在竞争与共生的关系，如竞争资 源、互利共生等。
种群生态学
世界人口分布
Population Structures by Age and Sex, 2005
Less Developed Regions
Millions More Developed Regions
Age
Male
Female
80+ 75-79 70-74 65-69 60-64 55-59 50-54 45-49 40-44 35-39 30-34 25-29 20-24 17-19 10-16
种群的密度：单位面积、单位体积或单位 生境中个体的数目。
4.2.1.2 种群的数量统计
• 划分研究种群的边界 • 样方法(Quadrat method) • 对不断移动位置的动物，可应用标记重
捕法(Capture-recapture method)
Quadrat method
草原
Capture-recapture method
5-9
0-4
Male
300 200 100 0 100 200 300
300
100
Female
100
300
Source: United Nations, World Population Prospects: The 2002 Revision (medium scenario), 2003.
性比
-
Mortality
-
Emigration
4.2.2.1 年龄、时期结构和性比
年龄锥体 时期结构 性比
年龄锥体的3种基本类型
100 年龄
95（岁）
90
男
85
80
75 70 65 60 55 50 45 40
植物种群结构分析与数量特征的调查和分析
植物种群结构分析与数量特征的调查和分析是生态学和植物学中常见的研究内容，旨在了解特定地区内植物种群的组成、分布、数量特征和动态变化。
这一过程通常包括以下几个步骤：
1. 调查区域划分：首先需要选择研究区域，进行合理划分和标定。
可以根据地形、植被类型、人为干扰程度等因素进行划分，以确保研究区域的代表性。
2. 样方设置：在研究区域内设置多个样方，样方的大小和数量应根据研究目的和研究区域的特点而定。
通常采用随机布局或系统布局的方式设置样方。
3. 植被调查：在每个样方内进行植被调查，记录各种植物的种类、数量、高度、胸径、覆盖度等指标。
还可以进行植物标本的采集和保存，以便后续的种类鉴定和数据分析。
4. 数据处理与分析：对采集到的数据进行整理和统计，计算植物的重要值指数、多样性指数等，分析不同样方内植物种群的结构特征和数量特征，探讨其空间分布和动态变化规律。
5. 数据解释与结果呈现：根据数据分析的结果，解释植物种群的组成和数量特征，阐明其生态学意义，并通过图表、统计量等方式直观
地呈现研究结果。
在进行植物种群结构分析与数量特征调查和分析时，需要注意采集数据的客观性和准确性，同时结合实际情况进行科学合理的研究设计和数据处理。
这一研究过程有助于深入了解生态系统中植物种群的动态变化，为生态环境保护和植被管理提供科学依据。
第三章 种群生态学
• 整理调查结果（数量（ｘ）和实测频次（ｆ）所组 成的频次分布统计表，以求出样本方差（S2）和平 均数（ｘ））
• 按照各分布型的概率通式，计算各项理论概率及其 相应的理论次数
• 进行卡方检验，测定其实测频次与理论频次之间的 差异是否显著
（二）研究意义
1、种群的重要属性之一 • 由物种的生物学特性和生境条件所决定的 • 环境的同质性和异质性 2、可以揭示种群的空间结构以及种群下结构的状况 • 有无个体群（colony）？ • 分布的基本成分是单个的个体还是个体群？ 3、抽样技术的理论基础 • 抽样数、最适样方的大小、序贯抽样方程 • 数据代换
• 但其缺陷是判断分布格局比较粗放，只分大 类，不及经典频次法具体
1、扩散系数（C）
C＝ xi m / n 1 S 2 / m
2
• C＝1时，为随机分布 • Ｃ＞1时，为聚集分布 • C＜１时，为均匀分布
ｍ±ｔＳｍ＝１±２ 2n / n 1
2
如果C值随虫口密度变化，则不用此法判定，而要 用K值法等其他方法
Iδ ＝ n xi xi 1 / N N 1 n fx 2 N / N N 1
n i 1
• Iδ=1，随机分布
• Iδ>1, 聚集分布
• Iδ<1, 均匀分布 • 抽样单位最好是植株或叶片
4、平均拥挤度（ｍ*）
• Ｌｌｏｙｄ（1967） • 平均每个个体与多少个其他个体处在在同一个样方 中 • 平均拥挤度是强调个体的平均，而平均数则是强调 样方的平均 • 平均拥挤度不受零样方的影响，而平均数却受零样 方的影响 • ｍ*＝ｍ＋（Ｓ２／ｍ－１）（１－Ｓ２／ｎｍ） • m*/m=1，均匀分布 • m*/m>1，聚集分布 • m*/m<1，均匀分布
生态学-第三章 种群生态学(1)
（2）样方法：在若干样方中计算全部个体，以其平均值推 广来估计种群整体。样方需要有代表性并随机取样。
（3）标记重捕法：对移动位置的动物，在调查样地上，捕 获一部分个体进行标志，经一定期限进行重捕。根据重捕 取样中标志比例与样地总数中标志比例相等的假定，来估 计样地中被调查的动物总数。
生命表的作用和格式
• 生命表的作用：
（1）综合评定种群各年龄组的死亡率和寿命
（2）预测某一年龄组的个体能活多少年
（3）不同年龄组的个体比例情况
• 生命表的格式：
– nx=在x期开始时的存活数
– lx=在x期开始时的存活率：lx=nx/n0 – dx=从x到x+1的死亡数 (dx = nx – nx+1) ；
80 28 14 4.5 4.5 4.5 4.5 0 2 -
1.000 0.437 0.239 0.141 0.109 0.077 0.046 0.014 0.014 0
0.563 0.452 0.412 0.225 0.290 0.409 0.692 0.000 1.0 -
102 48 27 17.75 13.25 8.75 4.25 2.0 1.0 0.0
224 122 74 47 29.25 16 7.25 3 1 0
1.58 1.97 2.18 2.35 1.89 1.45 1.12 1.50 0.50 -
藤壶的动态生命表 ：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 Conell(1970)( 引自 Krebs,1978)
命表。依据取得 nx 和 dx方法的不同，生命表可以分为动
态生命表 和 静态生命表 。
园林生态学-植物种群
一. 植物种群及其基本特征
1、 种群的基本特征
种群的基本特征是指各类生物种群在正常的生长发育条件下所具有的共同特征，即种群的共性， 而个别种群在特定环境下所产生的特殊适应特征，不包括在这一范围内。一般认为，种群的基本特 征包括种群的数量特征、空间分布特征及种群的遗传特征三个方面。 ➢ 种群的数量特征
技能目标
➢ 能够运用植物种群基础知识解释生态系统内部种群数量的变化与发展。 ➢ 能熟练进行植物种群的调查与分析，熟练判断种内关系与种间关系。
案例导入
陆生植物贯叶金丝桃(Hypericum perforatum)是一种有 毒的多年生杂草，广布于欧亚大陆。在过度放牧的草场上， 牛羊喜食的草本植物减少，贯叶金丝桃成了重要危害。当牲 畜取食少量时，刺激口舌，降低食欲，大剂量则毒害致死。 据报道，1904年被带入美国加州北部，到1944年，扩展到80 万hm2面积。用化学药物虽能杀死它，但耗资巨大。直到引进 双金叶甲(Chrysolina quadrigemina)才得以控制。此叶甲的 幼虫在冬季啃食叶基，使其次春不能长叶，于是根不能贮存 营养物，3年后在干旱夏季中死亡。双金叶甲能够有效控制住 贯叶金丝桃的蔓延，说明种群之间相生相克，什么是种群？ 种群有什么特征？如何增长？本章将学习这部分内容。
一. 植物种群及其基本特征
在自然界，生物极少以个体单位单独存在，而常常由很多同 物种个体组成种群，以种群形式生存。种群不仅是构成物种的基 本单位，也是构成生物群落的基本单位。
种群是人类利用与保护或控制生物物种的对象，因此，种群 生态学与生态环境建设和物种保护有着密切的关系，涉及到珍贵、 稀有和濒危物种的保护与开发，以及有害生物的控制。
从生态学角度，可以把一个种群分成三个主要的年龄组，即：繁殖前期、繁殖期、繁殖后期。 按照这三个年龄组的不同比重，又可以分为三种主要的年龄金字塔模式的年龄结构类型：增长型、 稳定型和衰退型。其中，增长型种群表示有大量幼体，而老年个体的数量较少，种群的出生率大 于死亡率，是个体数量迅速增长的种群；稳定型种群的出生率与死亡率大体相当，种群内个体数 量稳定；衰退型种群则是死亡率大于出生率，种群内年幼的个体比例减少，而年老个体的比例增 大。研究种群的年龄结构，对于了解种群的密度、预测未来发展趋势和采取相应管理措施具有重 要的意义。
生态学：种群及其基本特征
生态学：种群及其基本特征1、种群及其基本特征名词解释1、种群：是同一时期内一定空间中同种生物个体的集合，种群是物种存在的基本单位，是生物进化的基本单位，也是生物群落的基本组成单位。
2、种群生态学：研究种群的数量、分布以及种群与其栖息地环境中的非生物因素及其他生物群落之间的相互作用。
3、种群动态：研究种群数量在时间上和空间上的变动规律。
4、内分布型：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，一般有均匀分布、随机分布和成群分布。
5、最大出生率：是指理想条件下中群内后代个体的出生率。
实际出生率：是一段时间内种群每个雌体实际的成功繁殖量。
特定年龄出生率：特定年龄组内每个雌体在单位时间内产生的后代数量。
6、最低死亡率：种群在最适环境下由于生理寿命而死亡造成的死亡率。
生态死亡率：种群在特定环境下的实际死亡率。
7、年龄锥体：是以不同宽度的横柱从上到下配置而成的图，横柱从上到下表示不同的年龄组，宽度表示各年龄组的个体数或各年龄组在种群中所占数量的百分比。
种群年龄结构是指不同年龄组的个体在种群内的比例和配置情况。
8、生命表：用来呈现和分析种群死亡过程的表，分为动态生命表和静态生命表。
静态生命表：根据某一特定时间对种群做一年龄结构的调查资料而编制的，称为静态生命表。
综合生命表：加入了mx栏，即同生群平均每存活个体在该年龄期内所产后代数，这样的生命表称为综合生命表。
9、同生群：动态生命表总结的是一组大约同时出生的个体从出生到死亡的命运，这样一组个体称为同生群，这样的研究叫做同生群分析。
10、生命期望：是种群中某一特定年龄的个体在未来所能存活的平均天数。
11、净增殖率（R0）：存活率lx与生殖率mx相乘，并累加起来，即得净增殖率。
12、K-因子分析：根据连续观察几年的生命表系列，我们就能看出在哪一时期，死亡率对种群大小的影响最大，从而可判断哪一个关键因子对死亡率ktotal的影响最大，这一技术称为K-因子分析。
种群特征及种群数量变化
种群特征及种群数量变化种群特征是指一个生物种群在数量、分布、结构和组成等方面的特点。
种群数量变化则指随着时间的推移，种群大小的变化情况。
种群特征及种群数量变化是生态学中重要的研究内容，对于理解生物种群的生物学特性、繁殖行为和生态位等有着重要意义。
种群特征可以通过多种指标来衡量，其中包括种群密度、分布范围、年龄结构、性别比例、遗传多样性和种群健康状况等。
种群密度是指单位面积或体积内物种个体的数量，常用来反映一个地区或生态环境中的种群数量。
分布范围指物种在地理空间上分布的范围，可以通过地理信息系统和遥感技术进行研究。
年龄结构是指不同年龄段个体在种群中的比例分布情况，对于研究种群的生长过程、生命周期和存活率等具有重要意义。
性别比例是指雄性和雌性个体在种群中的比例，对于研究繁殖行为和遗传变异等具有重要作用。
遗传多样性是指个体之间的基因差异程度，对于评估种群状况、自然遗传资源的保护和利用具有重要意义。
种群健康状况是指种群在生长、繁殖和生存等方面的状况，常用于评估生物种群的生态系统服务功能。
种群数量变化是种群特征动态变化的一个重要方面。
一个物种的种群数量随时间的推移会发生波动，这种波动可以由多种因素引起，包括环境因素、生物因素和人为因素等。
环境因素主要包括气候、资源、栖息地和食物等，在不同的环境条件下，种群数量会有所不同。
生物因素包括物种的生长速率、繁殖能力和生存能力等，这些生物因素对于种群数量变化有着重要的影响。
人为因素是人类活动对物种种群数量变化的影响，包括栖息地破坏、过度捕猎、污染和入侵物种等。
人类活动对物种种群数量的影响可以是正面的也可以是负面的，对于保护和管理物种种群具有重要意义。
种群数量变化可以通过多种方法进行研究和监测。
其中常用的方法包括样带法、标记再捕法、人工饲养和生物群落调查等。
样带法是指在一定面积或线条上进行物种排查和统计，用来估算种群密度和分布情况。
标记再捕法是指对一部分个体进行标记然后再次捕获和统计，用来估算种群的总体数量和增长率。
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植物种群生态学
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植物种群生态学
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2.5 植物具有高度可塑性和生态耐受性
生长可塑性：同一种群的植株在不同环境条件下，它
们的生物量、个体大小、产籽数量。生殖年龄和生殖 的次数等差异很大。
环境饰变：生长在不同环境条件下的植物，其体态上
变化程度较高，也是一种环境可塑性的表现。
界中，生物分类中使用的门纲目科属等分类单位是分 类学家根据物种的特征及其相互之间的亲缘关系来划 分的，唯有物种 (species) 才是真实存在的。但物种并 不能够以个体的形式存在，因为单个个体一般不能繁 殖，只有以种群的形式才能够延续。
种群是一个演化单位。从进化的角度来看，当种群内
的个体随着时间消亡时，又会不断的产生新的个体从 而使种群得到延续，种群内个体基因频率会从一个世 代到另一个世代发生变化。这乃是进化过程的本质。
的生物，在面对竞争、捕食或环境变化压力时无法逃避， 只能通过调节构件的出生率和死亡率来做出形态学的反映， 其实是一种被动的适应。
基株的概念：基株是指由一个合子发育形成的个体的全部
产物，即遗传个体。与构件是相对术语。
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2.4 植物的生殖方式复杂多样
有性生殖和植物的性别表示方式：植物个体性别不如动
种群也有被译为“居群”、“繁群”，日语口”的。此外在遗 传学、进化论、分类学和生物地理学等学科中都使用种 群一词。遗传学家习惯将 Population genetics 译为 群体遗传学。
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1 种群的概念
种群是物种在自然界的存在形式和基本单位。在自然
种群遗传学：与种群生态学密切相关的种群遗传学研
究种群的遗传过程，包括选择、基因流、突变和遗传 漂移等。
种群生物学：60年代以来，由种群生态学和种群遗传
学结合，发展了种群生物学（物种生物学），生态遗 传学以及进化生态学也应运而生。这些构成了当代生 态学研究的热点。
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2.3 植物是构件生物：生物可分为单体生物和构件生物两
类。单体生物是一个合子发育为一个成体，其组织和器官 各部分的数量保持不变，只存在从小到大的不可逆增长， 且形态上保持高度的稳定。构件生物的合子发育成幼体以 后，在其生长发育的各个阶段，其基本结构可以反复形成， 如高等植物和某些低等动物。
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构
件
理
论
简
介
高等植物和某些低等动物是构件生物。构件生物的生物体
是由重复的形态学单位(构件单位)所组成，它们的发育是 通过其构件结构的反复形成而实现的。
构件结构是多层次的。构件生物的生物体是一个多层次的
构件系统，可根据研究目的和物种特性选择适当层次的构 件单位作为研究对象。
构件具有生死动态和年龄结构等特征(即种群特征)。 构件结构一般是固着生活的生物的特征之一。营固着生活
一物种的种个体的集合。
根据这一定义，种群是由同种个体组成的，占有一定的
地域和空间，是由同种个体通过种内关系所组成的一个 “统一体”或“系统”。
种群的概念既可以从抽象上，也可以从具体上去理解，
多少随研究者的方便来划分。如某一片山地的马尾松种 群，某一片草地上的野兔种群，某一池塘的水绵种群， 甚至某一实验瓶中的草履虫种群等。
生态耐受性：面对环境胁迫，植物不能通过趋避行为
来逃避不良影响，只能忍受，因此自然选择作用，使 得植物在进化过程中形成了较高的生态耐受性。植物 的对策一般是以生理调节提高生活力，甚至以构件死 亡为代价，以保证基株的世代延续。
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植物种群生态学
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3 种群的分布
2.1 种群的分布区
每个物种的分布都有其特定空间范围，叫做分布区。 种群现实的分布区，乃是种群漫长的进化适应的结果。
植物生态学 －－种群生态学部分
第八章 植物种群的分布与数量 第九章 植物种群的动态和调节
第十章 植物种群的质量和种间关系
第八章 植物种群的分布与数量
种群的概念 植物种群的特点
种群的分布
种群的数量特征
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植物种群生态学
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1 种群的概念
种群Population是生活在一定的空间或地域范围内的同
物那么明显，性别表现方式(表8-1)多样复杂，且高度 易变；有所谓自交和异交、远交和近交等的区分；有所 谓风媒和虫媒的区分；还有一年一次结实(一年生植物)、 多年生一次结实(如两年生植物十字花科等)以及多年生 多次结实(多年生植物)之分。
营养繁殖：许多植物能通过无性系生长，利用营养繁殖
体如珠芽、匍匐茎、根茎、枝条、分蘖等形成新的植株。 营养繁殖体具有的休眠芽常隐藏在地下，有利于植物渡 过不良环境，因此是植物生活史进化策略的重要方面。
2 植物种群的特点
2.1 固着生长的自养生物：固着自养乃是植物最基本的特
征之一，因此植物所需的资源只能在定居地周围获得，只 能以分化来适应环境的变迁。但植物发展了果实种子传播 以及虫媒和风媒传粉的生活技能。
2.2 植物体具有无限分生的能力：多种来源、性质和分布
部位的分生组织，使得植物能够无限生长和自我修复，并 可通过无性系繁殖后代。
分布区的形成一方面是从起源中心散布开来的结果(因 此受制于物种的移动和传播特性)，另一方面也是限制 因子或生态障碍作用的结果。
根据种群空间隔离程度和基因交流的可能性，可以将
物种划分为三种类型：(1)同地种群，占据相同的空间， 个体间存在交配的可能性(类似居群概念)；(2)异地种 群，相隔很远，个体间不存在交配的可能性(相当于不 同居群)；(3)邻接种群，生活在彼此毗邻的地区，在邻 接处个体间的交配是可能的。
种群具有以下三个基本特征：(1)空间特征(分布区域和
空间格局)；(2)数量特征(种群数量及其变化规律)；(3) 遗传特征(种内基因型和基因频率变化及其规律)。
2019/1/25 植物种群生态学 4
1 种群的概念
种群生态学的研究内容：种群生态学研究种群的数量、
分布以及种群与其栖息环境中非生物因素和生物因素 的相互作用。本章内容包括种群统计学、种群动态、 种群调节、种内与种间关系、进化生态学等。