第八章 种群生存力分析
环境生态学---第八章 种群和种群结构
H2 出生率、死亡率和种群增长
要
出生率
点
出生率就是新个体的产生,实际出生率就是一段时间内 每个雌体实际的成功繁殖量.特定年龄出生率就是特定 年龄组内雌体在单位时间内产生的后代数量.
死亡率
死亡率是在一定时间段内死亡个体的数量除以该时间 段内种群的平均大小.这是一个瞬时率,可用来估价整个 种群的死亡率或特定年龄群的特定年龄死亡率,死亡的 概率是死亡个体数除以在每一时间段开始时的个体数.
在单体生物种群中,每一受精卵发育成一单个
个体.在构件生物种群中,受精卵发育成一个结
构单位,这一结构单位再形成更多的构件和分
支结构.然后这些结构可能分裂,形成许多无性
系分株.
肯尼亚的斑马种群
群居的鸟类
种群是从拉丁文派生来的,一般译为人口, 在昆虫学中译为虫口,分类学家译为居群, 生态学家普遍译为种群
litter size> iii 每年繁殖次数〔繁殖间
隔〕.
Survivorship
Survivorship is the converse of mortality. Survivorship data are often shown as a survivorship curve for a particular population; a graph showing the proportion of survivors on a logarithmic scale through each phase of life. There are three generalized patterns of age-specific survivorship depending on whether the probability of dying is highest later in life <Type I>, constant through life <Type II> or highest for young stages <Type III>.
种群生存力分析理论及其在害虫种群控制中的应用
定 义 为特定 时 空范 围 内能够维 持种 群存 活并 繁殖 的
生物 多样性 和种 群影 响 机制 的基 础 上 ，结 合 自己的 工作 ， 归纳 整 理 了 国 内外 有 关 Ｐ ＶＡ 研 究 的 理论 与 方法， 重点介 绍几 种模 拟 ＭＶＰ与 ＭＡＳ 的理 论 发 Ｈ
最 小种 群 数量 ． ＭＶＰ 已成 为 濒 危 物 种 保 护 的 重 要
理论 基 础 与 应 用 手 段 ， 发 展 成 为 物 种 保 护 的 范 已 式 ． ＭＡＳ 定 义 为特定 时空 范 围 内 能够 维 持 种 Ｈ
展 通用 模 型 ， 讨种 群 生 存 力 分 析 在生 物 多 样 性 保 探
护 中的地位 与作 用 ， 一 步 揭 示 物种 多 样 性 丧 失 的 进 本 质 ， 出生 态 系统 次 生 演 替 与 生境 斑 块 格 局 的 变 提 化 是生 物多 样 性 保 护 研 究 的关 键 ． 面对 ＭＶＰ与 下 ＭＡＳ 分 别论 述． Ｈ
对象 已扩 展 到无脊 椎动 物 、 昆虫 和植 物等各 个 领域 ， Ｐ ＶＡ 也成 为研 究 濒危物 种保 护 的主要 手段 ［ ］ ８ ． 。
Ｐ ＶＡ 分 析 涉 及 到 自然 生 态 系 统 、 自然 生 态 系 半
的预警 信号 ｊ 保 护 生 物 的 主要 目的就 是 维 持 自 ，
害 虫种 群控 制 中的 作 用 ， 测 农 田 害 虫 的 发 生 及 持 续 程 度 与 天 敌 对 害 虫 的控 制 作 用 ， Ｐ Ａ 理 论 上 揭 示 天 敌 对 害 预 从 Ｖ
虫 的控 制 潜 力 及 应 用 前 景 ．
关 键 词 ： 群 生 存 力分 析 ； 小 可 存 活 种 群 ； 小 适 生 面 积 ； 种 最 最 生物 多样 性 中 图分 类 号 ： ６ Ｑ１ 文献标பைடு நூலகம்码 ： Ａ
保护生物学复习资料整理
保护生物学复习资料整理一、名词解释：1.“盖娅”假说：由英国学者根据生物圈中生物区系（包括动物区系、植物区系、微生物区系）和其环境组成一个自调控的反馈系统，提出的假说：地球表面的温度、大气的气体构成、地表沉积物、氧化还原电位势和pH受地球上所有生长和发育的生物总体的控制，特别是细菌的作用，使之向有利于生物生存的方向发展。
地球的大气组成、地表温度、pH和海水含盐量等受到人为破坏或自然条件干扰时会发生相应的变化。
生物和其环境所组成的系统能对抗不适于生物生存的环境变化。
（详见《进化生物学》250页）2.就地保护：就地保护指在原来生境中对濒危动植物实施保护。
3.迁地保护指将濒危动植物迁移到人工环境中或易地实施保护。
4.关键种：在生态系统中起着主导作用的物种。
【关键种的兴衰直接影响着系统中其它物种的兴衰。
生态系统中的关键种往往是植物。
】5.旗舰种：对人类社会有强大的号召力的物种。
【一个物种毁灭，固然对整个生态系统有不良影响，但不致导致它的崩溃。
旗舰种的作用是对人类社会有强大的号召力。
】6.种群生存力分析（PV A）：用分析和模拟技术，估计物种在一定时间内灭绝概率的过程，叫种群生存力分析（PV A）。
【PV A 得出的主要结论是；最小可存活种群简称MVP ，即种群以一定概率存活一定时间的最小种群的大小。
】7.物种松弛：由于小保护区的隔离作用，保护区的物种数可能超过保护区的承载能力，从而使有些物种灭绝。
这种现象称为物种松弛species relaxation。
8.SLOSS之争：关于建立一个大保护区好还是几个小保护区好的争论。
【关于建立一个大保护区好还是几个小保护区好Single large or several small （SLOSS）的问题曾经是70 年代争论的焦点之一，大多数研究认为；一个大的保护区比几个小的保护区好，这是因为大的保护区可以包含有更多的物种。
由于小保护区的隔离作用，保护区的物种数可能超过保护区的承载能力，从而使有些物种灭绝。
第八章种群间相互关系分析
种间相互作用的主要类型 种间竞争 捕食与被捕食 食草作用 寄生物与宿主 互利共生
思考题
第一节种间相互作用的主要类型
正相互作用
偏利共生：对一个物种有利，对另一个物种无关 紧要（海产蛤与豆蟹）； 原始协作：对双方都有利，但是这种协作又不是 必需的，即离开协作，双方仍能独立生活（食虫
单方专性互利共生 双方专性互利共生
二、互利共生的例子
仅表现在行为上的互利共生 种植与饲养的互利共生 有花植物与传粉动物的互利共生 动物消化道中的互利共生 高等植物与真菌的互利共生——菌根 生活于动物组织或细胞内的共生体
思考题-名词解释
1. 偏利共生
2. 他感作用(allelopathy)
模型评价
尽管模型将种间竞争过程过分简单化了，但模型 至少对于分析像竞争这样的生物学问题，可以提 供概念结构和思路；
一定程度上可以预测竞争结局； 构成其它更加复杂竞争模型的基础； 模型可以扩充而应用于更多物种的竞争。
五、自然种群的竞争和生态位分化
高斯假说 竞争排斥原理（competitive exclusion principle） 竞争排斥原理的实践意义 性状替换（character displacement）
寄主－寄生物协同进化
一、寄生类型
超寄生（superparasitism） 拟寄生（parasitoids）
社会性寄生
内寄生－外寄生
专性寄生－兼性寄生
尸养寄生（necrotrophic parasite）－活养寄 生（biotrophic parasite）
第八章 群落的组成与结构(共37张PPT)
〔2〕Shannon-Weaver多样性指数：
S
H' Pi*log2Pi
i1
H'为多样性指数； Pi是第i中的个体数与该样方总个数 之比值； S为样方种数。
香农—威纳指数包含两个因素：其一是种类数目；其二是 种类中个体分配上的均匀性。种类数目越多，多样性越大 ；同样，种类之间个体分配的均匀性增加，也会使多样性 提高。
又称生态交错区或生态过渡带，是两个 或一个生态功能单位。
1902年，瑞士学者C．Schroter 首次提出了群落生态学(synecology)的概念，他认为，群落生态学是研究群落与环境相互关系的科学。
空间异质性(spa或tial h多ete个roge群nei落ty)：之群落间空(间或环境生中态各个地局部带性之质不间同的)的程度过。 渡区域。
香农—威纳指数包含两个因素：其一是种类数目；
P四i是、第群i落中组的•织个—体群—数影与落响该群样交落方错结总构个区的数因之是素比一值；个交叉地带或种群竞争的紧张地带。在这里，群 他认为任何一个落植物中群落种都的要经数历一目个从及先一锋阶些段到种相群对稳密定的度顶比级阶相段的邻演替群过落程。大。群落交错区种的数
基盖度是指植物基部的覆盖面积。对于草原群落，常以离地面1英寸 (2.54cm)高度的断面积计算；而对森林群落，那么以树木胸高 (1.3m处)断面积计算。基盖度也称真盖度。乔木的基盖度持称为 显著度。
〔3〕频度 频度〔frequency〕：是指群落中某种植物出现的样方数占整
个样方数的百分比。 Raunkiaer频度定律：
度〕 所以在一个复杂的群落中，植物生长、发育的异时性会很明显地反映在群落结构的变化上。
武陵山脉东段华南虎重引入的种群生存力分析
野生动物学报Chinese Journal of Wildlife2022,43(1):005-016Chinese Journal of Wildlife 野生动物学报http://ysdw.paperopen.com武陵山脉东段华南虎重引入的种群生存力分析田书荣1 王明旭2 姜广顺3 李 立2 康祖杰4 黄太福4 桂小杰2∗(1.湖南省林业科学院,长沙,410004;2.湖南省林业局,长沙,410004;3.东北林业大学野生动物与自然保护地学院,国家林业和草原局猫科动物研究中心,哈尔滨,150040;4.湖南壶瓶山国家级自然保护区管理局,常德,415319)稿件运行过程摘 要:收稿日期:2021-11-11修回日期:2022-01-10发表日期:2022-02-10关键词:华南虎;重引入;种群生存力分析;最小存活种群Key words:South China tiger(Pantheratigris amoyensis);Reintroduction;Population viability analy⁃sis;Minimum viable population 中图分类号:Q958.1文献标识码:A文章编号:2310-1490(2022)01-0005-12华南虎(Panthera tigris amoyensis)为中国特有虎亚种,近40年在野外未见踪迹,亟待实施野外放归和野生种群重建生态工程。
应用种群生存力分析漩涡模型,对拟重建的华南虎野生种群动态进行分析,对影响未来种群动态的主要因子,包括初始种群、最小存活种群和环境容纳量参数等,进行了敏感性分析。
模拟分析结果表明:在自然状态、无个体补充的情形下,壶瓶山—后河国家级自然保护区华南虎野外放归备选地环境容纳量为22只,未来100年内,野生华南虎种群存活概率为0.85,内禀增长率为0.1871,周限增长率为1.2058,净生殖率为3.2273,雌性世代更替时间为6.26年,雄性世代更替时间为7.40年,最小存活种群数量为12只。
自然保护区规划研究
有关原则已被IUCN纳入《世界自然保护策略》 ： 保护区面积愈大愈好； 一个大保护区比具有相同总面积的几个小保护区为好； 对某些特殊生境和生物类群，最好设计几个保护区，且相互距离愈近愈好； 自然保护区间最好用通道相连，以增加物种迁入率； 为避免边缘效应，保护区以圆形为佳。
1．3国外自然保护区的建设与研究现状 1.3.1建设
1872年，美国建立世界上第一个国家公园----黄石公园。 1972年，联合国教科文组织（UNESCO）启动了人与生物圈（MAB）计划 。 到2003年7月，已经在97个国家建立了440个生物圈保护区。中国有24个保护区位列其中。
1．3国外自然保护区的建设与研究现状 1.3.2规划与政策
1．3国外自然保护区的建设与研究现状 1.3.3理论研究（5） 景观生态学
景观生态学认为，自然保护区的最佳形状应为一个大的核心区域加上弯曲的边界和狭窄的裂开形延伸，其延伸方向与周围生态流的方向一致。 景观规划从景观要素保护出发提出了一些有利于生物多样性保护的空间战略，为自然保护区的设计提供了有效的指导。包括保护核心栖息地，建立缓冲区，构筑廊道，增加景观异质性和引入或恢复栖息地。
1．3国外自然保护区的建设与研究现状 1.3.3理论研究（1） 岛屿生物地理学假说
岛屿的特点：地理隔离，生物类群简单。 研究的优势： 1）便于重复性研究和统计分析，有利于许多深入而细致的生物学研究。 2）为发展和检验自然选择、物种形成及演化，以及生物地理学和生态学诸领域的理论和假说，提供了重要的自然实验室。
1．3国外自然保护区的建设与研究现状 1.3.3理论研究（2） 异质种群理论
异质种群在时间、空间和功能上均是一个生态单元。这些小局域种群呈斑块状分布，很不稳定，经常面临灭绝。 异质种群理论着重研究局域种群灭绝、再定居规律及异质种群的生存力，这是近年来保护生物学研究重点的一个重要转移。
保护生物学复习资料
《保护生物学》复习题一、名词解释：1、异质种群指在斑块生境中，空间上具有一定的距离，但彼此间通过扩散个体相互联系在一起的许多小种群或局部种群的集合，一般也称为一个种群的种群，它是种群的概念在一个更高层次上的抽象和概括。
2、生物安全简单说就是生物体对人是否安全，一般特指生物体经过基因工程改造后对人是否还依然安全。
3、生物多样性是指一个地区基因多样性、物种多样性和生态系统多样性的总和，它包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
4、物种多样性是生物多样性在物种水平上的表现形式。
5、基因多样性物种的遗传与变异的多样性，也是生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性。
遗传多样性是生物多样性的重要组成部分，是地球上所有生物携带的遗传信息的总和。
6、生态系统多样性是指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化以及生态系统内生境、生物群落和生态过程变化的惊人的多样性。
7、景观多样性是指不同类型的景观要素或生态系统构成的空间结构，功能机制和时间动态方面的多样化和变异性，是景观水平上生物组成多样化程度的表征。
8、种群生存力分析（PVA）用分析和模拟技术估计物种在一定时间内灭绝概率的过程叫种群生存力分析（PVA）。
9、就地保护是指在动物或植物原分布区进行的保护就称为就地保护，如各种保护区、国家公园等等。
10、异地保护是指在原来生态环境遭到严重的破坏后，动物在原来的分布区无法继续生存下去的情况下，只能将动物或植物迁移到其它地区或人造环境中保护起来，这种保护形式就称为迁地保护，如动物园、植物园、水族馆、种子库等等。
11、生境走廊是指不同于两侧基质，具有通道或屏障功能的线状或带状的景观要素，是联系斑块的纽带，不同景观有不同类型的廊道。
12、基因突变指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。
13、IUCN 世界自然保护联盟14、斑块生境是景观尺度上最小的均质单元，它的大小、数量、形态和起源等对景观多样性有重要意义。
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瓶颈就是崩溃发生后最小的种群数量,是原种群的一个很 瓶颈就是崩溃发生后最小的种群数量 是原种群的一个很 小的“样本” 同时也是未来种群数量增长的原始种群， 小的“样本”，同时也是未来种群数量增长的原始种群，它 对一个在未来的时间里能否恢复， 对一个在未来的时间里能否恢复，以及遗传变异保留的多少 和生物多样性的丰富程度都起着关键作用，就象一个“瓶颈” 和生物多样性的丰富程度都起着关键作用，就象一个“瓶颈” 一样
• • • • • • • • 使有效种群最大 种群增长率方差最小 尽可能的得到可存活种群、保持多个种群 调查奠基者效应的遗传贡献 监测和保持质量和数量遗传变异 减少种群的近交、避免远交衰退 避免选择某种类型或家养环境 提高自然行为格局，管理相互作用的种群
植物种群生存力分析的难点
• • • • 种子休眠 丰富多样的交配系统 阶段性补充 无性生长
植物种群生存力分析步骤
• 划分种群的生活史阶段 • 定期定点调查种群统计特征参数及各种随 机因子数据 • 建立种群动态模型 • 对模型参数化 • 根据模型，运用计算机，得到结果
第七节 基于种群生存力分析的保护 策略
第六节 植物种群生存力分析
• 影响植物种群生存力的因子包括：随机性、 确定性和人为干扰因子等 • 影响植物种群的随机因子包括环境随机性、 种群统计随机性、自然灾害和遗传随机性
1、植物种群生存力的影响因子作用 特点
• 环境随机性：影响因子有降雨、火烧、土 壤湿度、植被覆盖率、光、草食现象等 • 自然灾害：如台风、外来种、干害、冻害 • 确定性因子：植物群落自然演替过程中作 用于种群的生态因子。种间竞争
1
种 群 数 量
崩 溃
恢 复
瓶径 时间
所谓“瓶颈”是影响种群数量变化的最关键的因素， 所谓“瓶颈”是影响种群数量变化的最关键的因素，它 时物种处于数量最少，质量最低的状态， 时物种处于数量最少，质量最低的状态，未来种群数量的变 化完全受到瓶颈的限制。 化完全受到瓶颈的限制。对于瓶颈的理解可以是一个可观察 的种群数量骤然减少后的最低值 。 发生的原因 ： 突然的环境变化，例如森林砍伐、狩猎、 突然的环境变化，例如森林砍伐、狩猎、干旱或水灾等 自然侵移（colonization）事件 自然侵移（ ） 人工定居者（ 人工定居者（Founder）的事件 ） 数量减少产生的瓶颈效应： 数量减少产生的瓶颈效应： 瓶颈事件的发生伴随着遗传变异性的丧失： 瓶颈事件的发生伴随着遗传变异性的丧失： 质量上， 质量上，瓶颈发生会使物种的等位基因丢失 数量上， 数量上，特定性状的变异量和变异能力减少或下降
1、PVA（种群的生存力分析法）在 保护生物学中的作用
• 预测濒危物种未来的种群的大小 • 估计一定时间内物种的灭绝概率 • 评估保护措施，确定哪一个能使种群存活 的时间最长 • 探索不同假说对小种群动态的影响 • 指导濒危物种野外数据的搜集工作 • 是自然保护区设计的重要依据
2、研究对象与方法
第五节 异质种群生存力分析
• 异质种群：由几个斑块种群或亚种群组成 的种群 • 异质种群生存力分析：随着斑块局部种群 数量的增加，异质种群生存力呈指数增长 • 当种群过分碎裂，异质种群很快灭绝，局 部种群数量不能低于20 • 一个大异质种群要比一个大局部种群具有 更高的生存力（为什么）
种群在时空上的适度隔离和破碎，有 利于异质种群的遗传多样性、适应性、 生存力增加（为什么） 边缘效应有利于异质种群的生存
4、统计、环境和灾害随机性综合分 析
• 统计随机性：物种平均存活时间随种群增 大而增加，呈几何数增长 • 环境随机性：呈线性增长 • 灾害：呈对数形式增长
第二节 小种群的生存力分析
• 小种群的种群数量少，自身数量变化的统 计学随机性大，容易受到环境波动、灾害 和遗传漂变等随机因素的影响，灭绝率高， 采用分析模型和模拟模型
第八章 种群生存力分析
• • • • • • • 概述 小种群的生存力分析 PVA模拟模型 下降种群生存力分析 异质种群的生存力分析 植物种群的生存力分析 基于种群的生存力分析的保护策略
第一节 概述
Байду номын сангаас• 在保护之前,先要了解种群存活的最低条件,灭绝的 因素和过程 • 种群的生存力分析是将实际调查数据与模拟技术 , 相结合,运用分析和模拟手段来预测种群在一定时 间内的生存概率(或灭绝概率),并提出相应的挽救 措施的过程。 • 主要分析种群的统计随机性、环境随机性、自然 灾害、遗传随机性、生境和种群的空间结构、景 观结构变化及各种管理对种群的影响
第三节 PVA模拟模型
• 有五类：分析模型、单种群确定性模型、 单种群随机模型、异质种群模型、显空间 模型
第四节 下降种群生存力分析
• 下降种群：种群数量大，但动态趋于下降 • 下降的因素：生境破坏、过度捕杀、栖息 地破碎和片段化、引进种的危害、灭绝链 （破坏食物链）、环境污染、气候变化、 人类活动
• 研究对象：最小可存活种群（MVP） • 方法：分析模型、模拟模型、岛屿生物地 理学分析 • 分析模型：一些数学模型，理想条件下灭 绝过程；模拟模型：用计算机模拟种群真 实动态；岛屿生物地理学分析：研究岛屿 物种的分布和存活，证实分析模型和模拟 模型的正确性。
3、导致物种灭绝的随机干扰分析
• 统计随机性：由一定数量个体存活和繁殖 中的随机事件产生 • 环境随机性：由栖息地常数和种间竞争、 捕食、寄生和疾病随时间的变化而引起 • 自然灾害：如洪水等，随机时间间隔的方 式而发生 • 遗传随机性：