第三章种群生态学3
农业生态学第三章第四章重点考题
邻接效应：当种群的密度增加时，在邻接的个体之间所出现的相互影响。
最后产量衡值法则：不管初始播种密度如何，在一定范围内，在相同条件下，作物的最后产量差不多是一样的。
生态入侵：由于生态有意识或无意识地把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区，种群不断扩大，分布区逐步稳定地扩展这种过程称为生态入侵。
化感作用：指由植物体分泌的化学物质对自身或其他种群发生影响的现象。
边缘效应：由于群落交错区圣经条件的特殊性一致性和稳定性，是的毗邻群落的生物可能聚集在这一生境重叠的交错区域中，不但增大了交错区中物种的多样性和种群密度而且增大了某些生物种的活动强度和生产力。
填空题：3逻辑斯蒂曲线分为开始期、加速期、转折期、减速期、饱和期5个时期。
4种群利用空间的方式可分为分散利用和共同利用两大类。
7物种多样性可分为遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性三类。
11.群落呈斑块状镶嵌是由亲代散布习性、环境的异质性和种间相互关系所决定的。
简答题：1.简述逻辑斯蒂曲线的意义。
（4分）答：1.他是许多相互作用种群增长模型的基础。
2.它也是渔业、林业、农业等实践领域中确定最大持续产量的主要模型。
3.模型中的两个参数r和k，已成为生物进化对策论中的重要概念，具有重要的生物学意义，r表示物种的潜在增殖能力，而k表示环境容纳量即物种在特定环境中的平衡浓度8.成层的生态学意义。
答：1.生物群落的成层性使单位面积内能容纳更多的生物生物种类和数量。
2.可以产生更多的生物物质，同时以复杂的营养结构维持着系统的相对稳定。
3.为人类合理栽培作物群落提供了可贵的依据。
4.缓解不同生物对环境的利用压力扩大利用环境的范围。
四：问答题1.试论述种群间的相互关系以及在农业生产中的应用。
答：种群间相互作用可分为正相互作用和负相互作用两种。
正相互作用按其作用程度分为互利共生、偏利共生和原始协作三种类型，种间结合也是一种正相互作用。
负相互作用包括竞争、捕食和寄生三种关系。
在农业中的应用：1.建立人工混交林，林粮间作，农作物间套种2.稻田养鱼、养萍，稻鱼、稻萍混作3.蜜蜂与虫媒授粉作物的互利作用4.生物防治病虫害及杂草2.顶级群落的定义及特征以及顶级群落理论在农业生产中的应用答：演替中群落结构变化开始较快，随着演替的进行，变化速度减慢而趋于稳定。
生态学-第三章 种群生态学(2)
每 株 植 物 平 均 干 重 （ ）
植物密度（株/m2）
Regression lines from self-thinning curves for 31 stands of different species of plants
g
（2） 性别生态学
• 内容：性别关系类型、动态及环境因
素对性别的影响。
species of North American warblers. Each of these insect-eating species searches for food in different regions of spruce trees.
莺
竞争的类型和特征
• 种间竞争的类型
– 利用性竞争：通过损耗资源； – 干扰性竞争：竞争个体间直接相互作用。
第三章 种群生态学
（2） 3.3 种群内、外的相互作用
3.3 种群内、外的相互作用
3.3.1 概述 3.3.2 种内关系 3.3.3 种间关系
3.3.1 概述
种内关系：生物种群内部的个体间的相互作用； 种间关系：生活于同一生境中的物种间的相互作用； 种内、种间相互作用的种类：
（1）竞争 （2）捕食、自相残杀 （3）互利共生 （4）寄生
• K1<K2/β，K1/α>K2：
稳定的平衡点，两种共存
• K1>K2/β，K1/α<K2：
不稳定的平衡点，两种均可能获胜
生态位理论
• 生态位 (niche)
指物种在生物群落或生态系统中的地位和角色；在 自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其在 相关种群之间的功能关系(n-维生态位)。
生物生长发育的不同时期生态位不同。
生态学课后练习题参考答案
《普通生态学》练习题参考答案第一章绪论1、如何理解生物与地球环境的协同进化?答：地球的生命起源于35亿年前，那时地球的表面为还原性大气；缺少氧气，没有臭氧层。
这些条件对今天的生物非常有害，但却正是原始生命得以形成的环境。
约在30亿年之前开始形成光合自氧生物，蓝绿藻为主，逐渐改变了大气成分，氧化大气出现；氧化大气的形成为绿色植物的登陆创造了条件。
大气圈中保证生物呼吸的氧气和稳定的CO2含量，以及保护地表生命的臭氧层，都是生物长期作用的结果。
并且生物不断适应地球环境，而进化形成现今丰富多样的生物世界；自7亿年有动植物以来，累计生物总质量是地球总质量的1000倍；生物转移的物质总质量要比其自身的质量大许多倍。
因此可以认为适于生物生存的地球环境是生物与地球协同进化的结果，而这种环境又靠生物来维持与调控。
2、试述生态学的定义、研究对象与范围。
答：生态学是研究生物及环境间的相互关系的科学，环境包括无机和有机环境。
生态学研究的对象从生物大分子、基因、细胞、个体、种群、群落、生态系统直到生物圈，经典研究个体及以上层次。
生态研究的范围非常广泛，涉及的环境非常复杂，从无机环境（岩石圈、大气圈和水圈）、生物环境（植物、动物、微生物）到人与人类社会，以及由人类活动所导致的环境问题。
3、现代生态学的发展趋势及特点是什么？答：进入20世纪60年代，生态学快速发展。
生态学已深入社会的各个领域。
（1）全球性问题（如人口问题、环境问题、资源问题和能源问题）的控制和解决推动生态学发展。
（2）应用生态学的迅速发展。
污染生态学，经济生态学，恢复生态学，环境生态学。
（3）全民生态意识提高。
生态学举世瞩目。
生态学的发展特点有：（1）研究层次向宏观和微观方向发展。
现代生态学一方面向区域性、全球性方面发展；另一方面是向微观方向发展，与分子生物学、分子遗传学、生理学等相结合。
（2）研究方法手段的更新。
野外自记电子仪器、同位素示踪、稳定性同位素、“3S”（全球定位系统（GPS）、遥感（RS）与地理信息系统（GIS））、生态建模，系统论引入生态学。
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
种群及其基本特征
Ecology
静态生命表
动态生命表
Ecology
各类生命表的优缺点及生命表的意义
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
Ecology
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
数意义不大，而计算杆数更有实际意义。
二、种群统计学
种群统计学就是对种群的出生、死亡、迁移、性比、年龄 结构等进行的统计学研究。统计的指标大体分3类： 种群密度：反映数量多少的主要指标。 初级种群参数
Ecology
出生率(natality)：任何生物产生新个体的能力。 死亡率(mortality)：种群减少的主要原因。 迁入与迁出率：外部种群进入引起的增加和内部离开引起的减少。 性比(sex ratio)：种群中雄性个体与雌性个体的比例。 年龄结构(age distribution) 增长率：以某一起始年为基准的增长比率
（三）生命表、存活曲线和种群增长率 1、生命表（life table)：记录种群各年龄组数量变动数据 的一种表格，是研究种群动态的有力工具。
Ecology
一般生命表的编制：生命表是由许多行和列构成的表格，
通常是第一列表示年龄、年龄组或发育阶段，从低龄到 高龄自上而下排列，其他各列为记录种群死亡或存活情 况的观察数据或统计数据，并用一定的符号代表。
构，它们都由一个受精卵发育而成。如大多动物。
Ecology
构件生物由一个合子发育成一套构件组成的个体。如高
等植物。
单体生物以个体数就能反映种群大小，对于构件生物必
种群的概念
（二）与密度有关的种群增长模 型（逻辑斯蒂增长模型）
（1）条件： 世代重叠；连续性生长；环境有
限；繁殖速率不恒定； （2）环境容纳量:由环境资源所决定的种群限 度.即某一环境所能维持的种群数量.通常以 K表示，当Nt=K 时，种群为零增长，即 dN/dt=0。
增长率随密度上升而降低的变化，也
存活曲线
10000 A B1 1000 B3 100 C 10 年龄 B2
（2）内禀增长率（rm）（innate capacity for increase intrinsic rate of natural increase）：在食物、空间和同种其他生 物的数量处于最优，实验中，完全排除捕 食者和疾病的影响,并提供理想的和充足 的温度、湿度和食物的质量等组合下获得 的最大增长率。
第二节
种群动态
研究种群在时间和空间上的变 化规律。种群的数量和密度；种群 的分布；种群数量变动和扩散迁移； 种群调节。
一、 种群的密度和分布
（一） 种群的数量统计 1）种群大小： 小种群边界明显，易于确定； 大种群由于连续分布，边界不清 2）密度：单位面积（空间）上的个体数目。种 群密度和生物大小及该生物所处的营养级有关. 绝对密度：单位面积或空间的实有个体数； 相对密度：单位面积上获得的个体数目。
三、种群的类型(按研究对象分)
自然种群 实验种群 单种种群 混种种群
四、种群的分类地位
物种存在的基本单位； 繁殖单位； 进化单位； 群落组成的基本单位。
五、种群生态学
（一）概念：研究种群数量变动与环境关系相互关 系的科学（种群内部、种群间、种群与非生物环 境环境之间的相互关系）。 （二）种群生态学研究的内容 定量地研究种群的出生率、死亡率、迁入迁 出率了解影响种群波动的因素及种群存在、发生 规律;了解种群波动所围绕的平均密度及种群衰 落、灭绝的原因（四“W”）。目的: 调控种群
种群生态学2010(三)
混交制
无论雌雄都可以与一个或更多的异性交 配，而不形成相对固定的婚配关系。
2.栖息地和食物对婚配制度的影响
决定动பைடு நூலகம்婚配制度的主要生态因素可能是资源 的分布，而资源主要是指食物和营巢地在空 间和时间上的分布情况。 食物、巢址和配偶均匀分布的条件下一般形成 一夫一妻制 斑块性的资源分布多形成多配制
7.1.3 领域性和社会等级
生殖成效 最大化
7.1.2.3 性选择
两条途径 性内选择 通过打斗 性间选择 硕大的尾羽、头羽
让步赛理论（handicap theory）
拥有质量好的大尾（或其他奢侈的特征），表 明拥有者具有好的基因，而弱的个体不可能 忍受这种能量消耗，也加大了奢侈特征者被 捕食的敏感性。
Fisher氏私奔模型
（四）结果与评价 种内竞争和种间竞争
1 .K1>K2/ β K2<K1/ α 1/K1< β/K2 1/K2 > α/K1 2. 1/K1> β/K2 1/K2 < α/K1 3. 1/K1> β/K2 1/K2 > α/K1 4. 1/K1< β/K2 1/K2 < α/K1
7.2.1.4 生态位理论
dN1 /dt = r1N1(1-N1/K1- αN2/K1) dN2 /dt = r2N2(1-N2/K2- βN1/K2)
（二）模型的行为
竞争的结局： 物种甲被挤掉，物种乙取胜而生存下来 物种乙被挤掉，物种甲取胜而生存下来 物种甲和物种乙取的共存的局面
竞争的四种结局
• 1/K1和1/K2，可以看作为物种甲和物种乙种内竞争的指标 • β/K2可以看作是物种甲对物种乙的种间竞争强度指标； • α/K1可以看作是物种乙对物种甲的种间竞争强度指标；
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 。
基础生态学--第三章第三节 种内、种间关系
第三节 种内、种间关系
教学目标： 1、种内关系 2、种间关系
一、种内关系
种内关系：是指种群内个体间的相互关系。种内竞争同样是基 本的种内关系。
植物种群与动物种群的种内关系有很大的不同，除种内竞争外， 植物种群的种内关系主要表现为集群生长、密度效应等，动物 种群的种内关系则主要表现为生殖行为、空间行为、社会行为、 通讯行为和利他行为等方面。
一、种内关系
（一）植物的密度效应 在一定时间内，当种群的个体数目增加时，就必定会出现 邻接个体之间的相互影响，称为密度效应或邻接效应。 根据影响因素的种类，可将其作用类型划分为 密度制约和非密度制约。
一、种内关系
（一）植物的密度效应 目前发现植物的密度效应有两个基本的规律 1、最后产量衡值法则 2、“－3／2”自疏法则
该模式表明产量与密度变化无关，即在很大播种密度范围内，其最终产 量是相等的。
（一）植物的密度效应 2、“－3/2”自疏法则
密度与生物个体平均 株重呈现负相关关系， 在对数图上为－3／2 斜率。
（二）、动物的领域性和社会等级
1、领域性 由动物个体、配偶或家族积极保卫的，不允许其他动物，通常 是不让同种动物的进入的区域或空间就称为领域，而动物占有领 域的行为则称为领域行为或领域性。 领域性是保持个体或群之间间隔的积极机制； 高等动物的隔离机制是行为性的，低等动物或植物的 则是化学性的，即：通过抗生素或他感物质产生隔离。
高斯原理-竞争排斥原理
需指出的是：两个物种竞争的结果或竞争的激烈程度与各自生态位是有很大的关系的。 生态位越接近，则竞争越激烈。 在同一生境中具有相同生态位的不同物种不可能长期共存，这个原理称竞争排斥原 理，也称高斯原理; 在一个稳定的自然群落中，各生物种群的生态位必定是有差异的，种群间都是趋向于 互相补充而不是直接竞争。因此由多个物种组成的群落，要比单一物种 所组成的群落能更有效地利用环境资源，维持较高的生产力，并具有更高 的稳定性。
种群生态学(上课用)
• 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。