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關于種群與生物群落第1頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日二、種群的基本特征1、種群的大小和密度任何一種生物在一定空間中個體數目的多少稱為種群的大小;在單位面積或空間中的個體數目,則稱密度。密度有絕對密度和相對密度兩大類。絕對密度采用樣方法等獲得;相對密度分為直接數量密度指標(如捕捉法)和間接數量指標(如鳴叫聲、糞堆數、遇見率、捕獲率、標志捕獲法等)。測定密度有助于了解種群的大小、動態,了解種群與環境資源和生態條件的關系等。第2頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日2、種群的年齡結構和性比(1)種群的年齡結構

種群的年齡結構是指不同年齡組的個體在種群內的比例和配置情況。

一般種群年齡結構愈復雜,其穩定性愈大,適應能力愈強,種群愈繁盛。中國人口老化過程三個階段為:

a.1990~2000年,中國人口由成年型向老年型轉變;

b.2000~2020年,典型的老年型;

c.2020~2050年,中國人口老化的嚴重階段。

第3頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日●

性比是指一個種群中全部個體或某一齡級中雌雄個體的比例。中國人口的男女性別比偏高:a.1953年:104.88b.1964年:103.88c.1982年:107.15d.2000年:106.74(2)種群的性比結構●性比通常有單性(銀杏、雪松)和兩性之分。對于動物來說,還要考慮婚配制度。第4頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日3、種群的出生率和死亡率

●最大出生率:指種群處于理想條件下(無任何生態因子的限制,繁殖僅受生理因素所制約)的出生率。

●實際出生率:指在特定條件下的出生率。

●最低死亡率:指生物種群在最適環境下,活到了其生理壽命才死亡的概率。

●實際死亡率:指種群在特定環境下的死亡概率,即多數或部份個體死于捕食者、疾病、饑餓、惡劣氣候和砍伐等。第5頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日4、種群分布

a.隨機分布;

b.均勻分布;

c.成群分布(主要的)原因:①資源分布不均②植物的繁殖,以母株為擴展中心③動物的社會行為使其結合成群

第6頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日種群個體的空間分布格局1、成群分布;2、均勻分布;3、隨機分布第7頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日成群分布第8頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日均勻分布第9頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日第10頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日1、種群在無限環境中的指數增長

(前提:增長是無界的;沒有遷出和遷入;不具年齡結構)

●世代不相重迭種群的離散增長模型

(許多一年生植物和一年生殖一次的昆蟲)

Nt

=N0λt

λ為種群周限增長率●世代重迭種群的連續增長模型

(如大多數哺乳動物)

Nt

=N0ertr為種群的瞬時增長率第11頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日2

種群在有限環境中的邏輯斯蒂增長

(1)概念

指種群數量在實際有限環境中,受到生物因素和環境阻力影響狀態下的增長形式。這是自然界中種群的普遍增長形式。

dN/dt=rN(K-N)/K

式中(K-N)/K代表環境阻力

(2)意義:

它是許多相互作用種群增長模型的基礎。

是漁撈、林業、農業等實踐領域中確定最大持續產量的主要模型。

模型中r,K兩個參數已成為生物進化對策理論中的重要概念。第12頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日種群增類型第13頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日四、種群的動態與調節

1、種群動態

●種群動態就是研究種群數量在時空上的變動規律。簡單地講,就是種群的大小和密度、分布類型、種群變動的過程、時間及其變動的機制。

種群動態是種群生態學的核心問題,也是更好地進行生物資源開發、利用和保護的一個重要理論依據。

第14頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日(1)種群動態的表現形式

●種群增長

●種群動態平衡

在環境相對穩定的狀態下,振幅比較小且較長期穩定在同一水平的一種平衡。

●周期性波動

指種群波動振幅較大但又有規律的波動

●不規則波動(極端例子:種群暴發)

(通常是由于非生物因素尤其是氣候因素差異如旱澇、極端溫度而造成的)

種群的衰落與滅亡

●生態入侵第15頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日種群波動形式第16頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日

種群變化的周期性波動第17頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日●種群衰亡的原因有:

①種群密度過低,雌雄個體難以相遇,從而降低其繁殖力;

②種群內個體數量太少,容易產生近親繁殖,使后代體質減弱、死亡率增加等;

③物種的絕滅也可能與不適應環境變化相關;

④也有可能是由于新物種的入侵,使原有物種在種間競爭中被淘汰;

⑤人類對自然種群之生態環境的嚴重破壞,導致生境惡化,加速種群絕滅等。

第18頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日

●生態入侵

指某些生物種類因偶然的機會進入某一適宜其生存和繁殖的地區,使得其種群數量不斷增加,分布區逐步穩定擴展的過程。如歐洲穴兔、松線蟲、豚草。第19頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日2、種群調節

種群是通過環境阻力的負反饋機制促進種群潛在增長力發展的正反饋受到限制而實現自我調節,使種群數量維持在某種平衡狀態。

物種的這種自我調節機制主要是通過密度制約過程而實現的。

種群除了種內密度調節外,還存在種間的密度調節和

非密度調節(非生物因子如氣候因子對種群大小的調節)。第20頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日

種群的自我調節(密度調節)第21頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日五、種間關系

互利的:即兩個種的個體相互幫助,相互依賴而生存對抗的:即一種個體直接殺死另一種個體。在這兩個極端類型間還存在著多種過渡類型不相關的第22頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日(1)互利共生:指兩種或兩種以上的物種或種群長期緊密地共同生活在一起,存在生理上的聯系并彼此受益,但不能單獨生存的共生現象。(2)偏利共生(附生):是指一種生物附著在另一種生物的體表生活,彼此間不存在生理聯系,只對一方有利,而對另一方無害的現象。(3)原始協作:兩種或兩種以上的物種或種群生活在一起,彼此有利,同時它們又可彼此獨立生存的現象,如狼與狽的協作關系。第23頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日(4)競爭:是指對于食物、生存空間和其它條件具有相似要求的不同種或同種的不同個體,為了生存彼此抑制對方的現象(5)捕食:捕食是指捕食生物襲擊、損傷或殺死被捕食生物,并以其為食的現象。(6)寄生:寄生就是一種生物生活在另一種生物的體表或體內,并從中吸取營養物質而生活的種間關系。(7)腐生:一種生物以另一種生物的腐爛物為食的現象。

(8)偏害:指對單方不利的種間相關關系。如異種抑制作用和抗生作用。第24頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日六、種群生態適應對策

種群生態適應對策是指一個物種或種群在進化過程中形成各種特有的生活史從而獲得生存和發展的對策,又稱生活史對策。r―對策者是以提高增殖能力和擴散能力取得生存。k―對策者則以提高競爭能力獲得優勝。第25頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日種群的生態適應對策第26頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日第二節

生物群落一、

生物群落的概念

生物群落是指在一定的空間范圍內,各種生物種群相互聯系、相互影響的有規律的一種結構單元。生物群落因其組成成分中生物類別的不同又分為植物群落、動物群落和微生物群落。在生物群落中,植物群落是動物的食物資源庫、隱蔽所和繁衍生息的地方。所以,地球上幾乎沒有毫無動物棲居的植物群落,也沒有不與植物群落發生關系的動物群落。生物群落中又以植物群落在其結構和功能中所起作用最大,尤其是陸地植物群落它的群落外貌最突出,常常決定了生物群落的外貌特征。第27頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日二、生物群落種類組成1、影響群落種類組成的因素:環境條件(優越)群落發育的時間(長)群落內部物理環境(復雜)群落交錯區(邊緣效應)2、物種多樣性:物種數目多少(豐富度),物種個體數目的多少(均勻度)。香農—威納指數H=-ΣPilnPi,H:物種多樣性指數,S:物種數目,Pi:第i種的個體在全部個體中比例。應用:a.從熱帶到兩極b.在低緯高山區c.海洋或淡水中。第28頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日(1)群落交錯區不同區域的交界區域,即群落的過渡地帶。(2)邊緣效應由于群落交錯區的環境條件復雜,使得單位面積內的生物種類和種群密度較之于相鄰群落有所增加的現象。如美國Illinois州森林內部的鳥僅發現14種,但在林緣地帶達22種。邊緣效應已被用于生產過程中。返回第29頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日香農-維納指數計算公式變形其中:N是物種種類數,n是指某一物種個體數占總物種數的比例值1、一個群落有2個種,一個種有9個個體,另一個有1個個體。2、一個群落有2個種,一個種有5個個體,另一個有5個個體分別計算這兩個群落的物種多樣性?H1=0.4697H2=1第30頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日②物種的組成

第31頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日●物種的豐富性通常與其生存環境的多樣性存在密切的正相關關系。

●物種的豐富性與環境的優越性也存在正相關關系。

●通常山地的生物種類比平原的多,濕潤區的比干旱區的多,林地的比草地的多。

●物種的豐富性還與生物群落間的相互聯系有很大關系。如陸生生物群落中植物種類的多樣性和結構的復雜性能直接影響動物種類和數量。

第32頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日生態位(Niche)群落中每一個生物中所占據的小生境(住所,空間)和它的功能(作用)結合起來。優勢種(Dominantspecies)個體數量多生物量大職業覆蓋地面的程度也大,生活能力強和對生境具有明顯影響的生物種群。建群種(Construcivespecies)優勢種中的最優勢者,即覆蓋面積大占有最大空間,在建造群落和改造環境方面作用最突出的生物種。伴生種(Companionspecies)群落中的其他次要的種類

第33頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日三、群落結構外貌是認識和區分群落類型的重要特征之一。

植物群落的外貌主要決定與群落種優勢種的生活型。生活型(Lifeform)

植物長期受一定環境綜合影響所表現出來的生長形態。1、含義

構成群落的生物種群在群落空間上按一定規律組合排列的現象。第34頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日2、群落結構的類型(1).群落的垂直結構——呈層現象生活型不同,對環境有不同需求的植被分別出現于地面以上不同高度和其根系分布于地面以下不同深度,從而使整個群落在垂直空間有了上下不同層次的分化。第35頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日群落垂直結構第36頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日群落垂直結構第37頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日第38頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日(2).群落的水平結構

——鑲嵌性(Mosaic)形成原因:小地形的起伏變化土壤濕度或鹽漬化程度的差異光照狀況的不同植物依靠根蘗或根莖繁殖動物活動第39頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日第40頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日群落的鑲嵌性第41頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日(3).群落的生態結構——層片

前蘇聯著名植物群落學家B.H.蘇卡喬夫:

“層片具有一定的種類組成,這些種類具有一定的生態生物學一致性,而且特別重要的是它具有一定的小環境,這些小環境構成植物群落環境的一部分。”

第42頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日區分層與層片注意第43頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日四、群落環境群落在形成過程中,隨著各種生物的逐

漸定居,通過植物枝葉的遮蔭和擋風,

根系不斷地分泌有機化合物,枯枝落葉

層覆蓋地面和較弱地表徑流,微生物對有機質的分解

以及動物的活動等,不斷、地改造原來的物理環境,是群落內部形成了顯著不同于其周圍裸地的環境,即群落環境。第44頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日第45頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日五、

生物群落的動態1、植物群落的季節變化季相:

在不同的季節植物發芽、展葉、開花、結果、落葉、休眠等。群落的生產力生物量植物體內的營養成分和群落環境發生周期性變化。群落的季節變化是指生物受環境條件(特別是氣候)周期性變化的制約,并與生物種的生活周期相協調的結果。它是群落內部本身的變化,并不影響整個群落的性質。因此又被稱為群落內部的變化。除了季相變化外,群落的季節性變化還包括在生產力、生物的營養成分和群落內部的環境等的周期性變化第46頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日植物的季相第47頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日第48頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日第49頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日2、生物群落的演替(1)概念在一定地段上一種群落被另一種群落所代替的過程叫做演替.

(2)演替動力●群落外部環境條件的改變(如氣候、地貌、土壤等)

●植物繁殖體的遷移散布●動物的活動●群落本身活動對內部環境的改變●種間種內關系●人類活動第50頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日(3)演替類型(按演替基質狀況分)

原生演替

原生演替是指發生于以前沒有植被覆蓋過的原生裸地上的群落演替。

原生演替可分為發生于干燥地面的旱生演替系列和發生于水域里的水生演替系列。

典型旱生演替系列序列為:裸巖

地衣群落

苔蘚群落

草本群落

灌木群落

喬木群落;相應的動物群落演替序列為:

螨類出現

螨類等無脊椎動物繁盛

土表動物、昆蟲、蜘蛛等繁盛

蝸牛、嚙齒類等小型哺乳動物的入侵到繁盛

昆蟲減少和鳥類、中小型哺乳類增多

動物種類最多,大型動物開始定居繁殖。第51頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日

●水生原生演替系列

開敞水體

→自由漂浮植物階段

→沉水植物階段

浮葉與挺水植物群落階段

濕生草本植物階段

陸地中生或旱生植物群落階段。

動物同樣逐漸由水生動物最終演替為陸生動物。第52頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日水生演替系列第53頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日第54頁,共62頁,星期日,2025年,2月5日第55頁,共62頁,星期日,2025年,2月5

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