第三章 植物种群及其基本特征
种群及基本特征
2013-10-30
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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。
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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)
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调查某草原田鼠数量时，在1公顷的调查区内， 放置100个捕鼠笼，一夜间捕获鼠32头，将 捕获的鼠经标记后在原地释放。数日后，在 同一地方再放置同样数量的捕鼠笼，这次共 捕获30头，其中有上次标记过的10头计算该 地区田鼠种群个数总数为多少？
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调查某草原田鼠数量时，在1公顷的调查区内， 放置100个捕鼠笼，一夜间捕获鼠32头，将 捕获的鼠经标记后在原地释放。数日后，在 同一地方再放置同样数量的捕鼠笼，这次共 捕获30头，其中有上次标记过的10头计算该 地区田鼠种群个数总数为多少？
森林生态学基础—种群及其基本特征
第三章种群及其基本特征种群生态学（population ecology）是研究生物种群与环境之间相互关系的科学。
种群不仅是构成物种的基本单位，而且也是构成群落的基本单位。
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，涉及珍贵、稀有及濒危物种的保护和开发，有害生物的控制。
3.1种群的基本概念在自然界，生物很少以孤立的个体形式长期存在，它或多或少，直接或间接地依赖别的生物而存在。
生物也只有形成一个群体才能繁衍后代。
因此个体必须依赖群体而存在，群体则是个体发展的必然结果。
种群（population）是同一物种占有一定空间和一定时间的个体集合群。
种群这个术语在生物学科中广泛应用，除生态学外，在进化论、遗传学和生物地理学中也经常使用。
种群虽是由许多个体集合而成，但并不是个体的简单组合。
种群具有自己独特的性质、结构，特别是具有自动调节的能力，以适应空间和时间上的变化。
因此，种群既反映了构成它的个体的特性，也反映了它构成群落的特性。
种群的研究既有助于个体研究的深化，又是群落及生态系统研究的基础。
种群是物种（species）具体的存在单位、繁殖单位和进化单位。
一个物种通常可以包括许多种群，不同种群之间存在着明显的地理隔离，长期隔离的结果有可能发展为不同的生态种（ecospecies），甚至产生新的物种。
如油松从河南、山东向北分布到辽宁，内蒙，其分布比较广阔，显然不能说它们是一个种群，可能因地理隔离、人为作用、生境分化等影响，在种内形成不同的类群。
它们之间在形态上、生理上或生态习性上分别表现出显著的差异。
并随着生态环境的长期特化逐渐显现出变异现象。
所以，物种的进化是通过种群表现出来，种群亦是物种进化的单位。
事实上，种群的空间界限和时间界限并不是十分明确的，除非种群栖息地具有清楚的边界，如岛屿、湖泊等。
因此，种群的空间界限常常由研究者根据调查的目的予以划定。
如种群可以抽象地泛指森林中的全部油松林，也可以具体指森林中一小块油松林，生长在不同地段内的同种各个集合体，可以理解为一个种群，也可以理解为彼此独立的种群。
第三章 第一节 第一讲 种群的特征优秀课件
③注意事项： a．调查期内没有新的出生和死亡，没有迁入和迁出。 b．标记不能过于醒目，标记物和标记方法必须对动物 没有伤害，且能够维持一定的时间。
[自读教材·夯基础] (1)出生率和死亡率是决定种群密度的最直接因素， 此外 个体的迁入和迁出 也会直接影响种群数量的变化。
(2)年龄结构是指一个种群中 各年龄段 的个体数量的 比例。种群的年龄结构可分为 增长型 、 稳定型 和 衰退型 三种类型。
第三章 第一节 第 一讲 种群的特征
1.种群的特征包括数量特征、空 间特征和遗传特征。
2．种群密度是指单位面积或体 积
内某一种群全部个体的数量， 是种群结构最基本的参数。
3．测定种群密度常用的方法是 样方法和标记重捕法。
4．出生率和死亡率是决定种群 密度的最直接因素，年龄结 构、性别比例是预测种群数 量变化的主要依据。
③样方大小的确定。视被调查的植物类型而定。温 带地区样方的大小，一般地说，乔木为100 m2，灌木为16 m2，草本为1 m2。
④常用的样方选取方法：五点取样法和等距取样法。
⑤计数原则：同种生物个体无论大小都要计数，若有 正好在边界上的，应遵循“数上线不数下线，数左线不数 右线”的原则。
(2)标记重捕法： ①适用范围：适用于活动能力强，活动范围大的动物， 如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫类等。
①年龄结构增 稳长 定型 型： ：出 出生 生率 率>≈死死亡亡率率→→增基加本不变种群密度
衰退型：出生率<死亡率→减少
②对于增长型的种群，一般还有如下的关系：
♀>♂→增长快 性别比例♀≈♂→相对稳定种群密度
♀<♂→增长慢
预测一个国家的人口变化情况也基本如此。
下列关于使用样方法调查草本植物种群密度
植物种群
年龄结构：
是指某一种群中，具有不同年龄级的个体生物数目与种群个 体总数的比例。
（1）增长型种群 其年龄结构呈典型的金字塔形，基部阔 而顶部窄，表示种群中有大量的幼体和极少的老年个体。 这类种群的出生率大于死亡率，是典型增长型的种群 。 （2）稳定型种群 其年龄结构几乎呈钟形，基部和中部几 乎相等，出生率与死亡率大致平衡，种群数量稳定 。
种群大小（数量）是一个变量，随时间而变化， 在适宜的生态环境中数量最大，反之则小； 其变化受4个因素的影响：
迁出
出生
+
种群数量
-
死亡
+
迁入
出生率：是指种群产生新个体的能力。是种群内个体数 量增长的重要因素，常用单位时间内产生新个体的数 量表示。分为最大出生率和实际出生率。
•最大出生率也叫绝对或生理出生率，是在理想条件下产生新个 体的理论最大值，对于特定种群，它是一个常数。 •实际出生率表示在一定的环境条件下产生新个体的能力,其大小 随种群数量、年龄结构以及环境而改变。
种群是一个自我调节系统，通过系统的自动调节，能使 其在生态系统内维持自身的稳定性。 种群既是物种存在、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治理的具体对象。
由于地理隔离，一个物种往往被分割成数个亚种群。
种群既可以作为抽象概念，也可作为具体的客观存在加 以应用。
空间特征（空间格局）：
指组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局。
空间特征在一定程度上反映了环境因子对种群个体生存、 生长的影响作用。 分布格局包括三种类型：
随机分布、均匀分布、集聚分布
随机分布
均匀分布
集 聚分布
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 。
第三章植物种群概述
2013-7-28
《园林生态学》ຫໍສະໝຸດ 3-10园林植物可根据植物生长发育情况的差异来划分年龄级， 如休眠期(种子或营养繁殖体处于休眠状态的时期)、营养 生长期(包括幼苗期、幼年期和成年期三个时期)、生殖期、 老年期等。 林业上常用立木级来探讨种群年龄结构以及种群动态。
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《园林生态学》
2013-7-28
《园林生态学》
3-24
离散增长模型
种群的各个世代彼此不相重叠，其种群增长是不连续的、 分步的，称为离散增长，一般用差分方程描述。 模型前提条件：增长率不变;无限环境；世代不相重叠； 种群没有迁入和迁出；没有年龄结构 数学模型： Nt＋1＝λ Nt 或 Nt＝N0λ t 式中：N为种群大小；t为时间；λ 为种群的周限增长率 λ =Nt＋1/Nt
2013-7-28
《园林生态学》
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种群的性比
性比（sex ratio）: 种群中雄性个体与雌性个体数量的比 例。 对雌雄异株植物而言，性比影响到种群的繁殖力以至数量 变动。
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《园林生态学》
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种群的年龄结构
种群的年龄结构：是指各个年龄级的个体数在种群中的分 布情况，因此年龄结构也称为年龄分布或年龄组成，是种 群的一个重要特征，影响出生率和死亡率。 研究园林植物种群的年龄结构对分析预测园林植物种群的 发展趋势具有重要价值。 通常用各年龄组的个体数或百分比的分布即年龄金字塔或 年龄锥体（age pyramid）表示种群的年龄结构。
具密度效应的种群连续增长模型，比无密度效应 的模型增加了两点假设：
有一个环境容纳量K 增长率随密度上升而降低的变化，是按比例的
r'= r(1-N/K) 按此两点假设，种群增长将不再是“J”字型，而 是“S”型
植物种群特点和种间关系
种群特质和中间关系概述自然界的生物，极少以孤立的个体形式长期存在，而是以种群的形式生存。
对植物而言，所谓种群（population），就是在一定空间中同种个体的集合，即同一种群内的个体之间能够自由授粉、繁殖。
譬如，某山地的茶树种群，某水域的莲花种群、某农田的玉米种群，等等。
一、种群的基本特征种群，并不是个体的简单总和，而是客观的生物学的基本单位，是一个具有自身独立的特征、结构与机能的整体。
通常，自然种群具有三个基本特征：一是空间特征——即种群具有一定的分布区域；二是数量特征——即种群在单位面积或体积中的个体数量；三是遗传特征——就是种群具有一定的基因组成，遗传的多样性增强了种群对环境条件的适应力。
研究种群的空间分布与数量变化，是种群生态学（population ecology）的主要任务。
（一）种群的分布格局植物种群的空间分布，主要表现在如下三个方面：1.随机分布（random distribution）是指种群中的每一个体在种群领域中各处出现的几率是均等的，而且每一个体的存在并不影响其它个体的分布。
事实上，随机分布并不多见。
只有环境因子对多种植物的作用无太大差别时，或者某一主导因子成随机分布时，才会引起种群的随机分布；或者在生态条件比较一致的环境中，才会出现随机分布，如生长在潮汐带的植物。
此外，用种子繁殖的植物，初次入侵某一地区时，常呈随机分布。
2.均匀分布（regular distribution）或称规则分布。
系指种群内每一个体近乎等距离分布。
当植物占有的空间超过所需的空间时，则在分布过程中所受的障碍也就很小，从而导致均匀分布。
在自然情况下，这种类型的分布极少出现。
但是，由于以下原因，常会引起植物的均匀分布：一是病虫害、种间竞争时、优势种成均匀分时，其伴生种则呈均匀分布；二是地形、坡向、土壤水分状况的均匀分布时，也使植物种群呈均匀分布；三是人工干预的种群，如人工林、栽培作物，多为均匀分布。
生态学 第三章 种群生态学3
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
2020/3/6
种间和种内的相互作用
种内的相互作用的主要形式有竞争、自相残杀 和利他等
物种间相互作用的形式主要有竞争、捕食、寄 生和互利共生
➢ 正相互作用：偏利共生、原始合作、互利共生 ➢ 负相互作用：竞争、捕食、寄生、和偏害
N1取胜,N2被排挤掉
K1/α12 K2
K2/α21
·
K1 N1
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N1灭亡, N2取胜
K1 < K2 /α21,K2> K1/α12 N2
N1超过环境容纳量而 停止增长,N2继续增长
N2取胜,N1被排挤掉
K2 K1/α12
K1
· K2/α21 N1
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不稳定共存
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性选择理论
Darwin的理论 ➢ 性选择（sexual selection）一词首先被达尔文在1871年所
使用，主要是指通过选择使某一性个体在寻求配偶时获得比 同性其他个体更有竞争力的特征。达尔文设想性选择是通过 两种方式发生的：①性内选择；②性间选择。 Fisher的理论 ➢ 建立在主动选择基础上的性选择可以导致性二型特征的进化。 Trivers的理论 ➢ 在雄性不承担任何抚育后代责任的物种中，如果雌性个体具 有足够的辨别力，使它所选择的配偶所具有基因质量优于自 身，那么，进行有性生殖仍然是有利的。
两物种种群的平衡线
N2 K1/α12
dN1/dt<0
N2
dN2/dt<0
K2
dN1/dt=0
dN2/dt=0
3.1种群及其基本特征
研究种群的数量、分布和种群内各成员之间、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。
种群遗传学（population genetics）：
研究种群的遗传过程，包括选择、基因流、突变和遗 9 传漂变等内容。
第一节 种群及其基本特征
——种群的年龄结构、性比、种群增长率
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1.2 种群统计的基本参数
种群密度 种群的初级参数 种群的次级参数 种群的空间分布格局 生命表及其分析
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（二）种群的初级参数
出生率（natality）：
泛指任何生物产生新个体的能力，不区分产生方式；
最大出生率：
理想条件（无任何生态因子的限制作用）下种群出生
生命表类型：
动态生命表 静态生命表 综合生命表 图解生命表
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动态生命表（dynamic life table）：
根据观察一组大约同一时间出生的生物个 体的死亡或存活动态过程而获得的数据来 编制的生命表；这样的一组个体称做同生 群(cohort)；类似的研究叫做同生群分析 (cohort analysis)。
构件生物（modular organism）
由一个合子发育形成一套构件(modules)组成的生物
，构件产生构件，构件数量随环境条件变化，如树
的枝条数量差异颇大。
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单体生物
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海葵
珊瑚
构件生物
针茅 芨芨草
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单体生物与构件生物的差异
单体生物
组成
器官
构件生物
器官形态数量差异较大
枝条、分蘖等各种构件可以有 不同年龄
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相对密度
种群及其基本特征
第一节、生物种与种群的概念
一．生物种的概念
① 17世纪，约翰编著的《植物史》书中把生物种 定义为：形态相似的个体之集合。
② 1753年，瑞典植物学家林奈认为：种是形态相 似的个体的集合，同种个体可自由交配，能产 生可育的后代，而不同种之间的杂交则不育。
基本 单元
动物界
马
脊索动物门
生态遗传学及进化生态学 ——上述两个分支学科 的整合。
第二节、种群的动态
• 种群动态：是种群生态学研究的核心 问题。指种群数量在时间上和空间上 的变化规律。
– 具体包括：
• 种群数量及密度 • 种群的分布 • 种群数量变动及扩散迁移 • 种群调节
一、种群密度
种群密度：单位面积或空间上的个体数目。 实例：每立方米水体内鲤鱼的数量
综合生命表
※综合生命表同时包括了各个年龄阶段的存
活率和出生率两方面数据，将两者相乘，
假设有20个刚出生的婴儿（10男，10女），人类经
历一并个累世加代起的来时(间R控0=制∑在lxm20x年值，)，问即：在得一净个生世殖代率之。
后人R0口代数表量该增种加群到原（来在的生多命少表倍所？包括特定时间
中的）世代净增殖率。 世代净增殖率（R0）
3个基本类型（见下图）：
增长型种群 稳定型种群 下降型种群
年龄锥体图
➢雌雄相当型：多见于高等动物。
➢雌性多雄比少：型种：人群工中控雄制的雌种个群体。 比例
第一性比（受精卵的雄/雌比例） 第二性比（个体成熟时的雄/雌比例） 第三性比（个体充分成熟时的雄/雌比例）
野生种群中，性比的变化会发生配偶关系 及交配行为的变化，这是种群自然调节的 方式之一。
（八）生态入侵