生物种群与群落课件

种群生态学种群生态学n n一、种群和种群生态学一、种群和种群生态学n n二、种群的年龄结构二、种群的年龄结构n n三、出生率、死亡率和种群增长三、出生率、死亡率和种群增长n n四、种群调节四、种群调节种群生态学一、种群和种群生态学1一、种群和种群生态学一、种群和种群生态学n n1 1、生物种群概念：占据特定空间的同种生物个体、生物种群概念：占据特定空间的同种生物个体、生物种群概念：占据特定空间的同种生物个体、生物种群概念：占据特定空间的同种生物个体的总和。的总和。的总和。的总和。n n种群种群种群种群物种物种物种物种n n2 2、种群的特性：、种群的特性：、种群的特性：、种群的特性：n n（1 1）空间特性：种群占有一定的分布区域）空间特性：种群占有一定的分布区域）空间特性：种群占有一定的分布区域）空间特性：种群占有一定的分布区域n n（2 2）数量特性：种群数量随时间变化规律）数量特性：种群数量随时间变化规律）数量特性：种群数量随时间变化规律）数量特性：种群数量随时间变化规律n n（3 3）遗传特性：种群与个体一样具有一定的遗传）遗传特性：种群与个体一样具有一定的遗传）遗传特性：种群与个体一样具有一定的遗传）遗传特性：种群与个体一样具有一定的遗传调节机制。保持物种稳定，并产生适应环境变异调节机制。保持物种稳定，并产生适应环境变异调节机制。保持物种稳定，并产生适应环境变异调节机制。保持物种稳定，并产生适应环境变异n n3 3、种群生态学：研究种群与环境之间的相互关系、种群生态学：研究种群与环境之间的相互关系、种群生态学：研究种群与环境之间的相互关系、种群生态学：研究种群与环境之间的相互关系一、种群和种群生态学1、生物种群概念：占据特定空间的同种生物2二、种群的年龄结构二、种群的年龄结构n n1、概念：每一年龄组生物个体的数量在种、概念：每一年龄组生物个体的数量在种群内所占的比例。群内所占的比例。n n2、基本类型、基本类型n n（1）稳定型：出生率死亡率，种群大小）稳定型：出生率死亡率，种群大小以及各年龄组个体数的比例保持稳定。以及各年龄组个体数的比例保持稳定。n n（2）增长型：出生率死亡率，含有大量）增长型：出生率死亡率，含有大量的幼龄个体。的幼龄个体。n n（3）下降型：出生率死亡率，含有大量）下降型：出生率死亡率，含有大量的老龄个体。的老龄个体。二、种群的年龄结构1、概念：每一年龄组生物个体的数量在种群内3种群的年龄锥体（金字塔）种群的年龄锥体（金字塔）种群的年龄锥体（金字塔）4三、出生率、死亡率和种群增长n n1、出生率、出生率n n（1）绝对出生率：）绝对出生率：B=Nn/t,种群在单位种群在单位时间内出生的个体数量。时间内出生的个体数量。n n（2）平均出生率：）平均出生率：b Nn/N t,每个个体每个个体单位时间内平均出生的个体数。单位时间内平均出生的个体数。n n生态出生率：生态出生率：n n生理出生率（最大）：生理出生率（最大）：三、出生率、死亡率和种群增长1、出生率5n n2、死亡率、死亡率n n（1）绝对死亡率：）绝对死亡率：D=Nn/t,种群在单位种群在单位时间内死亡的个体数量。时间内死亡的个体数量。n n（2）平均死亡率：）平均死亡率：d Nn/N t,每个个体每个个体单位时间内平均死亡的个体数。单位时间内平均死亡的个体数。n n生态死亡率：生态死亡率：n n生理死亡率（最低）：生理死亡率（最低）：2、死亡率6n n3、存活率：单位时间内存活的个体数、存活率：单位时间内存活的个体数开开始时个体数。始时个体数。1-d.型：个体生存较型：个体生存较长久，一定年龄几长久，一定年龄几乎同时死亡。乎同时死亡。型：死亡率在各型：死亡率在各年龄组大体一致。年龄组大体一致。型：幼龄死亡率型：幼龄死亡率高，成年死亡率低。高，成年死亡率低。3、存活率：单位时间内存活的个体数开始时个体数。1-d.7n n3、种群增长：、种群增长：种群侵入新栖息地后的变化（图）种群侵入新栖息地后的变化（图）3、种群增长：8n n四四.种群增长规律种群增长规律n n（1）指数增长型：环境条件不受限制，增）指数增长型：环境条件不受限制，增长率达到最大，并保持稳定。长率达到最大，并保持稳定。“J”型增长。型增长。n ndN/dt=rNn n此时此时r是种群在最适的环境条件下最大的瞬是种群在最适的环境条件下最大的瞬时增长率，称内禀增长率。时增长率，称内禀增长率。四.种群增长规律9（1）指数增长型：）指数增长型：r恒定，种群恒定，种群个体增加决个体增加决定于基数。定于基数。（1）指数增长型：r恒定，种群10指数增长不能无极限，饱和后资源迅速枯竭而波动指数增长不能无极限，饱和后资源迅速枯竭而波动指数增长不能无极限，饱和后资源迅速枯竭而波动11n n（2）逻辑斯蒂方程：）逻辑斯蒂方程：“S”增长。环境条增长。环境条件有限制，增长率随着密度增大而减小，件有限制，增长率随着密度增大而减小，种群的大小有一个上限种群的大小有一个上限生物环境容量生物环境容量K。n ndN/dt=rN(1-N/K)n n（1-N/K）：剩余空间或环境阻力）：剩余空间或环境阻力n nN=K/2时，时，dN/dt最大。最大。n nNt t=K/(1+e )-rt（2）逻辑斯蒂方程：“S”增长。环境条件有限制，增长率随着密12逻辑斯蒂增长n ndN/dt=rN(1-N/dN/dt=rN(1-N/K K)n n（1-N/K）：）：剩余空间剩余空间n nN=K/2时，时，dN/dt最大最大n n揭示了生物揭示了生物种群动态的种群动态的基本规律。基本规律。逻辑斯蒂增长dN/dt=rN(1-N/K)13对比探讨对比探讨对比探讨14n n五.种群动态n n(一).自然种群动态n n1.数量变化类型:动态平衡,周期性波动,种群数量爆炸,下降,灭绝.n n2.种群空间动态:迁移(洄游,迁徙),扩散n n3.种群利用空间方式:(1)分散利用:减少竞争;(2)集群共同利用:形成种群稳定生态,对付天敌.五.种群动态15n n(二)认为干扰下的种群动态n n1.原生环境的破坏对种群的影响:居住空间缩小,数量长期下降,导致物种濒危,直接加速种群或物种灭绝,或导致遗传同质化而灭绝.n n2.生物资源的过度猎取:被猎取的种群数量下降或灭亡.n n3.环境污染后的种群动态:耐污种增加,敏感种减少甚至消失,出现新的生物物种.(二)认为干扰下的种群动态16六、种群调节六、种群调节n n（一）种群密度（一）种群密度n n（二）密度调节和非密度调节（二）密度调节和非密度调节n n（三）种群调节的主要观点（三）种群调节的主要观点n n（四）（四）r-选择和选择和K-选择选择六、种群调节（一）种群密度17（一）种群密度（一）种群密度n n1、概念：单位面积或体积的种群、概念：单位面积或体积的种群个体数目个体数目或种群或种群生物量生物量。n n2、密度类型、密度类型n n（1）粗密度（小）：种群在一个区域内的）粗密度（小）：种群在一个区域内的密度。密度。n n（2）生态密度（大）：种群在一个区域内）生态密度（大）：种群在一个区域内实际占据空间内的密度。实际占据空间内的密度。n n（3）相对密度（相对丰富度）：如单位时）相对密度（相对丰富度）：如单位时间内可以遇见的数量。间内可以遇见的数量。（一）种群密度1、概念：单位面积或体积的种群个体数目或种群生18n n3、密度三基点、密度三基点n n（1）最适：与环境可利用的物质、能量协）最适：与环境可利用的物质、能量协调，雌雄相遇保证，正常繁殖。调，雌雄相遇保证，正常繁殖。n n（2）过大：资源不足，种群剧烈下降。）过大：资源不足，种群剧烈下降。n n（3）过小：雌雄相遇困难，遗传同质化，）过小：雌雄相遇困难，遗传同质化，易灭绝。易灭绝。3、密度三基点19（二）密度调节和非密度调节（二）密度调节和非密度调节n n1、密度调节：种群的增长变化与其密度或、密度调节：种群的增长变化与其密度或种群的大小有关，是种群密度的函数。如种群的大小有关，是种群密度的函数。如种间和种内竞争、捕食、寄生、疾病等生种间和种内竞争、捕食、寄生、疾病等生物因素。逻辑斯蒂方程反映种内竞争。物因素。逻辑斯蒂方程反映种内竞争。n n2、非密度调节：种群的增长变化与其密度、非密度调节：种群的增长变化与其密度或种群的大小有关，而受其他环境要素影或种群的大小有关，而受其他环境要素影响，常常是灾变要素，如天气、响，常常是灾变要素，如天气、pH值、污值、污染物等。染物等。（二）密度调节和非密度调节1、密度调节：种群的增长变化与其密20螨的气候调节螨的气候调节n n鲑鱼的密度调节鲑鱼的密度调节螨的气候调节鲑鱼的密度调节21（三）种群调节的主要观点（三）种群调节的主要观点n n1、气候学派：气候因子是调节种群密度的、气候学派：气候因子是调节种群密度的主要因子。主要因子。n n2、生物学派：种群的密度首先决定于竞争，、生物学派：种群的密度首先决定于竞争，其他因子是次要因子。其他因子是次要因子。n n3、中间观点：在自然稳定的条件下，生物、中间观点：在自然稳定的条件下，生物自我调节起主要作用，在极端环境条件下，自我调节起主要作用，在极端环境条件下，起主要作用的是非生物因子。起主要作用的是非生物因子。（三）种群调节的主要观点1、气候学派：气候因子是调节种群密度22（四）（四）r-选择和选择和K-选择选择n n 生物物种与环境长期作用，通过自然选生物物种与环境长期作用，通过自然选择，形成了各自独特的生态性状，如出生择，形成了各自独特的生态性状，如出生率、死亡率、寿命、个体大小等，构成生率、死亡率、寿命、个体大小等，构成生物种群动态类型的内在原因。物种群动态类型的内在原因。n n根据动态的稳定性，分为根据动态的稳定性，分为r-选择和选择和K-选择选择。（四）r-选择和K-选择 生物物种与环境长期作用，通过23n n1 1、r-r-选择：生物种群数量相对不稳定。昆虫、细菌选择：生物种群数量相对不稳定。昆虫、细菌选择：生物种群数量相对不稳定。昆虫、细菌选择：生物种群数量相对不稳定。昆虫、细菌n n2 2、K-K-选择：生物种群数量相对稳定。脊椎动物、种选择：生物种群数量相对稳定。脊椎动物、种选择：生物种群数量相对稳定。脊椎动物、种选择：生物种群数量相对稳定。脊椎动物、种子植物等。子植物等。子植物等。子植物等。r-r-选择：选择：选择：选择：K-K-选择选择选择选择环境适应环境适应环境适应环境适应多变、不稳定多变、不稳定多变、不稳定多变、不稳定基本不变基本不变基本不变基本不变种群特征种群特征种群特征种群特征出生率高、寿命短、出生率高、寿命短、出生率高、寿命短、出生率高、寿命短、个体小、后代缺乏个体小、后代缺乏个体小、后代缺乏个体小、后代缺乏抚育、幼体死亡率抚育、幼体死亡率抚育、幼体死亡率抚育、幼体死亡率高高高高出生率低、寿命长、出生率低、寿命长、出生率低、寿命长、出生率低、寿命长、个体大、后代抚育个体大、后代抚育个体大、后代抚育个体大、后代抚育好、幼体死亡率低好、幼体死亡率低好、幼体死亡率低好、幼体死亡率低扩散能力扩散能力扩散能力扩散能力难灭绝，扩散强，难灭绝，扩散强，难灭绝，扩散强，难灭绝，扩散强，易导致生境恶化易导致生境恶化易导致生境恶化易导致生境恶化破坏后恢复困难，破坏后恢复困难，破坏后恢复困难，破坏后恢复困难，容易灭绝容易灭绝容易灭绝容易灭绝能量使用能量使用能量使用能量使用繁殖后代繁殖后代繁殖后代繁殖后代强化个体竞争强化个体竞争强化个体竞争强化个体竞争1、r-选择：生物种群数量相对不稳定。昆虫、细菌r-选择：24r-选择和K-选择n nS:平衡点平衡点n nX：灭绝点：灭绝点n n生物能根据环生物能根据环境适应的需要，境适应的需要，在在r和和K之间之间作适当选择，作适当选择，形成环境变异形成环境变异能力能力r-选择和K-选择S:平衡点25n nK选选择择物物种种K选择物种26n nrn n选择物种大肠杆菌大肠杆菌r大肠杆菌27n n七生态入侵n n概念：人类有意识或无意识把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区，种群不断扩展，分布区逐步稳定扩展，危害当地的生产生活，改变当地的生态环境的过程n n生态入侵对生物多样性影响n n（）物种单一化：入侵种成为优势种，抑制消灭本地种n n（）生态系统受到破坏：生态系统物种组成和结构发生改变七生态入侵28生物种群与群落课件29生物种群与群落课件30生物种群与群落课件31生物种群与群落课件32生物种群与群落课件33牛蛙牛蛙牛蛙34非洲大蜗牛非洲大蜗牛非洲大蜗牛35湿地松粉蚧湿地松粉蚧湿地松粉蚧36n n八种间关系n n生活在同一群落的不同生物物种，彼此发生活在同一群落的不同生物物种，彼此发生的直接或间接相互作用。生的直接或间接相互作用。n n主要类型：主要类型：n n1、种间竞争、种间竞争n n2、捕食行为、捕食行为n n3、寄生与抗生、寄生与抗生n n4、偏利作用、偏利作用n n5、原始协作、原始协作n n、互利共生、互利共生八种间关系371、竞争n n竞争：利用有限资源（食物，空间等）的竞争：利用有限资源（食物，空间等）的个体的相互作用，导致竞争个体的适宜度个体的相互作用，导致竞争个体的适宜度降低包括种内竞争和种间竞争降低包括种内竞争和种间竞争n n（1）种间竞争的类型）种间竞争的类型n n资源利用型：不同物种利用向他资源。资源利用型：不同物种利用向他资源。n n直接干涉型：他感作用或抗生，一个产直接干涉型：他感作用或抗生，一个产生物质抑制另一物种。生物质抑制另一物种。1、竞争竞争：利用有限资源（食物，空间等）的个体的相互作用，38n n（2）种间竞争的结果（资源利用型）种间竞争的结果（资源利用型）n n相互抑制，均衡共存；相互抑制，均衡共存；n n优胜劣汰，处于不利地位物种迁出或灭优胜劣汰，处于不利地位物种迁出或灭绝；绝；n n生态位分离，一个物种被迫迁出或食用生态位分离，一个物种被迫迁出或食用另一种食物或生态习性改变。另一种食物或生态习性改变。（2）种间竞争的结果（资源利用型）39狮子与鬣狗狮子与鬣狗青霉菌分泌青霉素青霉菌分泌青霉素桉树林桉树林狮子与鬣狗青霉菌分泌青霉素桉树林402、捕食行为n n（1）概念：一种生物捕捉并取食另一种生）概念：一种生物捕捉并取食另一种生物。物。n n（2）生态学意义：）生态学意义：n n维持被捕食者种群健康和繁荣捕食染维持被捕食者种群健康和繁荣捕食染病、衰老以及超出环境容量的个体。病、衰老以及超出环境容量的个体。n n捕食者与被捕食者协同进化。捕食者与被捕食者协同进化。2、捕食行为（1）概念：一种生物捕捉并取食另一种生物。413、寄生与抗生n n（1）寄生：一种生物靠吸取另一种生物）寄生：一种生物靠吸取另一种生物（宿主）的营养为生，从而对宿主产生有（宿主）的营养为生，从而对宿主产生有害影响。害影响。n n（2）抗生：即直接干涉型种间竞争。）抗生：即直接干涉型种间竞争。寄生蜂产卵于蕉弄蝶卵中寄生蜂产卵于蕉弄蝶卵中桑寄生桑寄生3、寄生与抗生（1）寄生：一种生物靠吸取另一种生物（宿主）的424、偏利作用（偏利共生）n n（1）概念：两物种在群落中共处，形成对）概念：两物种在群落中共处，形成对一方有利，而对另外一方无害的相互关系。一方有利，而对另外一方无害的相互关系。如附生。如附生。4、偏利作用（偏利共生）（1）概念：两物种在群落中共处，形成43n n5、原始协作：两物种结合对彼此有利，分、原始协作：两物种结合对彼此有利，分开后可以独立生活。如花与昆虫、蟹与寄开后可以独立生活。如花与昆虫、蟹与寄居的腔肠动物。居的腔肠动物。5、原始协作：两物种结合对彼此有利，分开后可以独立生活。如花44n n互利共生：两种生物完全相互依赖。互利共生：两种生物完全相互依赖。互利共生：两种生物完全相互依赖。45n n九生态位九生态位n n（1 1）概念：一个物种的功能地位、适应的生境和）概念：一个物种的功能地位、适应的生境和）概念：一个物种的功能地位、适应的生境和）概念：一个物种的功能地位、适应的生境和空间分布特征。空间分布特征。空间分布特征。空间分布特征。n n功能：物种在生态系统中所处的营养地位，食物功能：物种在生态系统中所处的营养地位，食物功能：物种在生态系统中所处的营养地位，食物功能：物种在生态系统中所处的营养地位，食物链中的位置，能量转换中的作用等。链中的位置，能量转换中的作用等。链中的位置，能量转换中的作用等。链中的位置，能量转换中的作用等。n n适应：物种在生态系统中对环境条件的适应幅度，适应：物种在生态系统中对环境条件的适应幅度，适应：物种在生态系统中对环境条件的适应幅度，适应：物种在生态系统中对环境条件的适应幅度，如温度一维生态位、温度如温度一维生态位、温度如温度一维生态位、温度如温度一维生态位、温度+湿度二维生态位、湿度二维生态位、湿度二维生态位、湿度二维生态位、温度温度温度温度+湿度湿度湿度湿度+酸碱度三维生态位或多维生态位等。酸碱度三维生态位或多维生态位等。酸碱度三维生态位或多维生态位等。酸碱度三维生态位或多维生态位等。n n分布：物种在生态系统中的空间上的分布范围。分布：物种在生态系统中的空间上的分布范围。分布：物种在生态系统中的空间上的分布范围。分布：物种在生态系统中的空间上的分布范围。n n（2 2）竞争排斥原理（高斯假说）：生物群落中的）竞争排斥原理（高斯假说）：生物群落中的）竞争排斥原理（高斯假说）：生物群落中的）竞争排斥原理（高斯假说）：生物群落中的两种物种不可能占有相同的生态位。除非有新种两种物种不可能占有相同的生态位。除非有新种两种物种不可能占有相同的生态位。除非有新种两种物种不可能占有相同的生态位。除非有新种迁入或引入。迁入或引入。迁入或引入。迁入或引入。九生态位46