生态学：4种群生态学-种群基本特征
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4生态学(4 种群特征)
第二部分
种群生态学
4 种群及其基本特征 4.1 种群的概念 4.2 种群动态 4.3 种群调节
4.4 集合种群
4.1种群的概念
种群（population）是占据特定空间（地理位 置）的同种有机体的集合群。 种群是占据某一地区的某个种的个体总和 （Friederich，1930） 某一特定时间占据某一特定空间的一群同种有机 体（Merrile,1981）
Survivorship curve
？
种群增长率(r)和内禀增长率(rm)
种群增长率：种群的实际增长率
自然增长率：出生率－死亡率 ｒ＝lｎRo /Ｔ
Ro为净世代增殖率，Ｔ为世代时间
控制人口途径：
降低Ro值，降低世代增值率，限制每对夫妇的子女
数
Ｔ值增大：推迟首次生殖时间或晚婚来达到
生命表的作用和格式
作用
综合评定种群各年龄组的死亡率和寿命 预测某一年龄组的个体能活多少年 不同年龄组的个体比例情况
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) ；
qx:从x到x+1的死亡率 ( qx= dx / nx )
上为rN，呈几何增长。
当N=1/2K时，种群密度增长最快
当N变大时，抑制效应增高，直到当N= K时，(1-(N/K))变
成了(1-(K/K))等于0，这时种群的增长为零，种群达到了一
个稳定的大小不变的平衡状态。
S增长曲线
逻辑斯谛方程
密度制约的发生导致r随密度增加而降低，这与
种群生态学
4 种群及其基本特征 4.1 种群的概念 4.2 种群动态 4.3 种群调节
4.4 集合种群
4.1种群的概念
种群（population）是占据特定空间（地理位 置）的同种有机体的集合群。 种群是占据某一地区的某个种的个体总和 （Friederich，1930） 某一特定时间占据某一特定空间的一群同种有机 体（Merrile,1981）
Survivorship curve
？
种群增长率(r)和内禀增长率(rm)
种群增长率：种群的实际增长率
自然增长率：出生率－死亡率 ｒ＝lｎRo /Ｔ
Ro为净世代增殖率，Ｔ为世代时间
控制人口途径：
降低Ro值，降低世代增值率，限制每对夫妇的子女
数
Ｔ值增大：推迟首次生殖时间或晚婚来达到
生命表的作用和格式
作用
综合评定种群各年龄组的死亡率和寿命 预测某一年龄组的个体能活多少年 不同年龄组的个体比例情况
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) ；
qx:从x到x+1的死亡率 ( qx= dx / nx )
上为rN，呈几何增长。
当N=1/2K时，种群密度增长最快
当N变大时，抑制效应增高，直到当N= K时，(1-(N/K))变
成了(1-(K/K))等于0，这时种群的增长为零，种群达到了一
个稳定的大小不变的平衡状态。
S增长曲线
逻辑斯谛方程
密度制约的发生导致r随密度增加而降低，这与
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
种群及基本特征
❖ s2/m=0 均匀分布
❖ s2/m=1 随机分布
❖ s2/m>1 成群分布
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样方中个体平均数与方差的计算方法
❖ m＝∑fx/N ❖ S2＝ [∑fx2-(∑ 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
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The effect of quadrate size
3 种群的分布与多度 3.1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
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3.2种群的分布格局
❖ 个体可能呈随机、均匀和聚集(成群)分布等格 局；在大尺度上，种群的个体则是聚集分布 的。
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均匀分布
❖ 种群内的各个体在空间的分布呈 等距离的分布格局。如人工林
❖ 引起均匀分布主要原因：是由于 种群内个体间的竞争
森林中植物为竞争阳光(树冠) 和土壤中营养物(根际)
沙漠中植物为竞争水分
优势种呈均匀分布而使其伴生 植物也呈均匀分布
地形或土壤物理形状的均匀分
布使植物呈均匀分布
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❖ 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。
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随机分布
❖ 每一个体在种群领域中各个点 上出现的机会是相等的，并且 某一个体的存在不影响其他个 体的分布。
东北师范大学《生态学》课件 第三章：种群生态学(上)
（6）对逻辑斯谛增长模型的评价
1)野外种群适合逻辑斯谛增长的并不多见，某些种群只在短 期内表现出该规律，它们通常是生活史比较单纯的种类。
2）自然种群经常处于变动之中，稳定于K值不变的情况缺 乏充分的证据。
3）J型、S型种群增长只能代表两种典型情况，实际增长的 变型可能很多。
4）没有时滞的假定对于多数自然种群而言很难符合。 5）逻辑斯谛增长模型（包括指数增长模型）提供了种群增
（2）逻辑斯谛增长的数学模型
（5）
···············
（3）逻辑斯谛方程的生物学意义
1）如果N 0，（1－N/K） 1，几乎全
部K空间未被利用，潜在的最大增长能
充分实现；
(4) J 型、S 型种群增长曲 线
种 群 数 dN/dt=rN 量
N
环境阻力 dN/dt=rN (1-N/K)
时间 t
3）每年生殖次数。
植物的性成熟速度、结实率、每次产种量、每年 生殖次数等差异也很大。
例：二度梅，箭竹
关于“二度梅”：
我国梅界权威、中国工程院院士、北京林业 大学教授陈俊愉评价说：“杨春海研究开发的 ‘二度梅’性状稳定，可以肯定是个一年开两季 花的梅花新种，近期将登录为国际名品，这是对 梅界的重大贡献。”
种群年龄结构有3种基本类型： 1）增长型 2）稳定型 3）衰退型
关于高等植物个体年龄的判定方法
• 如何确定植物个体的年龄是植物种群年龄结构研究的 关键或“瓶颈”。
• 查年轮或轮生枝的“轮数”（某些针叶树）； • 钻取木芯记数年轮; • 建立年龄与胸径、树高的回归模型; • 杨允菲提出了鉴别根茎禾草无性系种群年龄结构的准
第三章 种群生态学
第一节 种群的基本特征
生态学知识点总结
生态学知识点总结1种群: 生态学知识点总结2种群生物学: 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。
3种群的主要特征：①数量特征：种群参数变化是种群动态的重要体现。
②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。
③遗传特征：种群具有一定的遗传组成,是一个基因库。
4种群分布格局：组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局,称为种群空间格局或内分布型。
可有三种类型：①均匀分布：S2／m = 0原因：种群内个体间的竞争。
②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。
③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。
5.年龄结构：不同年龄组的个体在种群内的比例和配置情况。
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。
年龄锥体有三种类型：增长型、稳定型和下降)型。
种群的年龄分布体现种群存活、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。
6.内禀增长能力：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（r m）。
7.logistic方程：①公式：dN/dt=rN（1-N/K）积分式为：Nt=K／(1＋e的a-rt次方) ②图形：环境容量K,时间X（0-2-20）,种群大小Y（0-1.5-7.5）；开始期-加速期-转折期-减速期-饱和期。
③意义：它是两个相互作用种群增长模型的基础；它是渔业、林业、农业等实践领域中确定最大持续产量的主要模型；模型中的两个参数K和r已成为生物进化对策理论中的重要概念。
8。
生活史（生活周期）：生物从其出生到死亡所经历的全部过程。
关键组分：体形大小、生长率、繁殖、寿命。
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。
生态学第03章_种群及其基本特征
Chapter 3
13
绝对密度和相对密度
• 绝对密度：单位面积或空间的实有个体数。 绝对密度：单位面积或空间的实有个体数。 • 相对密度：能获得表示种群数量高低的相 相对密度：能获得表示种群数量高低的相
对指标。
Chapter 3
14
调查方法
• 样方法：在若干样方中计数全部个体，然后以其平均数来 样方法：
Chapter 3
10
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 种群生物学（population biology）
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
Chapter 3
6
二、种群的概念
• 种群(population): 在一定空间中，同种个体的组 种群(population): 在一定空间中，
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。
• 种群是自然界物种存在、物种进化、物种关系的 种群是自然界物种存在 物种进化、 自然界物种存在、
表。 用途：主要用于估计种群的增长。
Chapter 3 27
生命表建立
• 种群统计的核心是建立反映种群全生活史的各年龄组出生率、
死亡率，甚至包括迁移率在内的信息综合表。 • 一般的生命表格式或构成，表头依序是： x：年龄级 nx: 在x期开始时的存活数 lx : 在x期开始时的存活率 dx : 从x到x+1期的死亡数 x+1期的死亡数 qx : 从x到x+1期的死亡率 x+1期的死亡率 ex : x期开始时的平均期望寿命或平均余年 x期开始时的平均期望寿命或平均余年 Lx : 从x到x+1期的平均存活数 x+1期的平均存活数 Tx : x期及其以上各年龄级的个体存活总年数 x期及其以上各年龄级的个体存活总年数
种群生态学(上课用)
II型：曲线呈对角线型，表示在整个生活期中，有一个较稳定的死亡 率，如一些鸟类中出现的模式。 III型：曲线凹型，表示幼体死亡率很高，如产卵鱼类、贝类和松树的 存活模式。
• 大多数野生动物种群的存活曲线类型在II型和III型之间变化，而大多数植 物种群的存活曲线则接近III型。
种群的增长
种群的增长包括正增长、负增长和零增长
•
动态生命表和静态生命表
2.存活曲线：以生物的相对年龄【绝对年龄除以平均寿命】为横坐标，再以各 年龄的存活率（lx）的对数为纵坐标所画出的曲线 • 存活曲线的类型：一般可将存活曲线分为如下3种基本类型
•
• •
I型：曲线凸型，表示幼体存活率高，而老年个体死亡率高，在接近生 理寿命前只有少数个体死亡，如大型哺乳动物和人的存活曲线。
（2）种群增长率r随着种群密度的上升而按比例下降。简单的说，每增加一 个个体，就产生了1／K的抑制作用；或者说，每一个个体利用了1／K的“空 间”，N个个体利用N/K的“空间”，而可供种群继续增长利用的“剩余空间” 只有（1－N/K）。
dN KN N rN ( ) rN (1 ) dt K K
初级性比【配子】、次级性比【出生】、三级性比【性成熟】
4、种群的年龄结构 （1）年龄结构的概念 • 种群的年龄结构又称年龄分布：是指种群中各个体年龄分布状况，即各年龄 期个体在种群中所占的比例。
（2）年龄结构的类型
根据生态年龄，即生物的繁殖状态，通常将生物的年龄分为三个时期：繁 殖前期、繁殖期和繁殖后期。种群的年龄结构常用年龄锥体（或称年龄金字 塔）来表示。年龄锥体可以划分为三种基本类型： • 增长型锥体、稳定型锥体、下降型锥体。 • 研究种群的年龄结构，有利于指导生产或合理开发利用生物资源。例如，合 理地制定捕鱼、狩猎的时间和收获量。对于人口年龄结构的研究，则是国民 经济计划的依据。
• 大多数野生动物种群的存活曲线类型在II型和III型之间变化，而大多数植 物种群的存活曲线则接近III型。
种群的增长
种群的增长包括正增长、负增长和零增长
•
动态生命表和静态生命表
2.存活曲线：以生物的相对年龄【绝对年龄除以平均寿命】为横坐标，再以各 年龄的存活率（lx）的对数为纵坐标所画出的曲线 • 存活曲线的类型：一般可将存活曲线分为如下3种基本类型
•
• •
I型：曲线凸型，表示幼体存活率高，而老年个体死亡率高，在接近生 理寿命前只有少数个体死亡，如大型哺乳动物和人的存活曲线。
（2）种群增长率r随着种群密度的上升而按比例下降。简单的说，每增加一 个个体，就产生了1／K的抑制作用；或者说，每一个个体利用了1／K的“空 间”，N个个体利用N/K的“空间”，而可供种群继续增长利用的“剩余空间” 只有（1－N/K）。
dN KN N rN ( ) rN (1 ) dt K K
初级性比【配子】、次级性比【出生】、三级性比【性成熟】
4、种群的年龄结构 （1）年龄结构的概念 • 种群的年龄结构又称年龄分布：是指种群中各个体年龄分布状况，即各年龄 期个体在种群中所占的比例。
（2）年龄结构的类型
根据生态年龄，即生物的繁殖状态，通常将生物的年龄分为三个时期：繁 殖前期、繁殖期和繁殖后期。种群的年龄结构常用年龄锥体（或称年龄金字 塔）来表示。年龄锥体可以划分为三种基本类型： • 增长型锥体、稳定型锥体、下降型锥体。 • 研究种群的年龄结构，有利于指导生产或合理开发利用生物资源。例如，合 理地制定捕鱼、狩猎的时间和收获量。对于人口年龄结构的研究，则是国民 经济计划的依据。
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（二）种群的数量统计（census）
边界的确定、单体生物和构件生物的区别、方法的确定
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。
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。个体之间由于构件数的差 别而表现出不同的形态结构。
单体生物的种群可用个体数量来描述 构件生物的种群通常有两个明显不同的层次
在研究遗每传一植个遗物体传的个的数体量上种（组群与件单的时体数生量要物特的个别体相注当意） ！
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生物种的概念
基因型：种的遗传本质，即生物性状表现 所必须具备的内在因素。
表型：与环境结合后实际表现出的可见性 状。
一个物种的性状随环境条件而改变的程度 称为该种的可塑性。
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二 种群的概念
种群（population）：同一时期内占有
。 一定空间的同种生物个体的集合
第二篇 种群生态学
Population Ecology
种群生态学
community population
ecosystem
individual
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西南大学生命科学学院
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本篇内容：
第三章 种群及其基本特征 第四章 种群生活史 第五章 种内与种间关系
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西南大学生命科学学院
2020/11/21
构成一个种”“种群是某一地区具有实际或潜在杂交能力的个体的 集群”
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生物种的概念
物种是由内在因素（生殖、遗传、生理、生 态和行为）联系起来的个体的集合，是自然 界中的一个基本进化单位和功能单位。
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生物种的概念
包括： 种群的数量或密度 种群的分布 种群数量变动和扩散迁移 种群调节
How many? Where? When? Why?
第二节 种群的动态
种群的密度和分布 种群统计学 种群增长模型 自然种群的数量变动
一.种群的密度
（一）种群的密度
密度（density） ：单位面积或体积、生境中的个体数量或生物量、 能量 绝对密度 (absolute density)：单位面积（或体积）空间中的生物 个体数量。 相对密度(relative density)：衡量生物数量多少的相对指标，动植 物计算方法不同。
在生物界的漫长历史中，种的分化是生物 对环境异质性的适应结果，一个种能代代相 传，取决于遗传物质或生化控制机制，没有 这种控制机制，种不会存在。但种又是适应 环境的产物，它不能脱离其生存环境，由于 环境的变动和一个种的分布区内环境的异质 性，常常会引起物种性状的改变。
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西南大学生命科学学院
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（二）种群的数量统计（census）
绝对密度的调查方法 ※ 总数量调查法(total count) ※ 取样调查法(sampling methods) 样方法(use of quadrates)：
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。
N :M n:m N M n
m
M—标志数； n—重捕个体数； m—重捕中标记数； N—样地上个体总数
二.种群统计学
种群统计指标
种群密度
初级种群参数
出生率 (natality) 死亡率 (mortality) 迁入和迁出
次级种群参数
年龄、时期结构数与种群个 体总数的比值。
最大出生率（maximum natality） 生理出生率(physiological natality)
实际出生率(realized natality) 生态出生率(ecological natality)
死亡率：在单位时间内种群的死亡个体数与种群个 体总数的比值。
生理寿命(physiological longevity)
内涵：
1.即使具体的，也是抽象的 2.既是一个基本单位，也是一个演化单位 3.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。
自然种群的3个基本特征：
1.数量特征 2.空间特征 3.遗传特征
二 种群的概念
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。
第三章 种群及其基本特征
第一节 生物种与种群的概念 第二节 种群的动态 第三节 种群的空间格局 第四节 种群调节
第一节 生物种与种群的概念
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一 生物种的概念
17世纪，J. Ray：形态相似的个体之集合（《植物史》） 1753年，C. Linna 创立了种的双命名法（《植物种志》） 1963年，E.Mayr： “能实际地或潜在地彼此杂交的种群的集合
生态寿命(ecological longevity)
标志重捕法(mark recapture methods）
相对密度的调查方法 动物计数(counts of animals) 动物痕迹计数(counts of animal signs) 单位努力捕获量(catch per unit effort)
样图方片法：植物调查的样方法
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草 原
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。
第二节 种群的动态
种群的动态是生态学的核心问题！
种群动态研究（ population dynamics）：研究种群数 量在时间上和空间上的变动规律及其变动原因（调节 机制）。