第5章种群系统的结构课件

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第5章 种群系统的结构和过程,空间结构,遗传结构,性别结构,社会结构,提问：什么是结构？,第5章 种群系统的结构和过程空间结构,1,种群概念,种群是结构单位,占据物理空间和时间,种群也是功能单位,生态、遗传和进化,种群是动态的,表现型库和基因库,基因库,种群不同称谓,种群、居群、繁群、。“口”,种群生态学是生态学的起源点之一,种群概念种群是结构单位占据物理空间和时间,2,种群的结构特征,同构系统,结构简单（甚至由完全相同的单一组分构成）,系统过程主要以组分数量变化为核心，总体来说自我调节能力不强；,因为没有非生物组分，因而也就没有内稳态；,系统组分可以分离和扩散；,与生物环境的相互作用明显而形式多样；,系统自身基本没有寿命；,在受干扰后或被完全去除后，只要再恢复原来条件，就可再生。,种群的结构特征同构系统结构简单（甚至由完全相同的单一组分,3,有机体的空间属性影响种群结构,空间需要,体型,食性,生活史阶段,领域和领域行为,动物争夺空间，繁殖期典型,植物基本体积占有空间、遮蔽邻体、他感,影响领域大小的因素,体型,食性,生活史阶段,有机体的空间属性影响种群结构空间需要,4,集团分布,均匀分布,随机分布,种群的水平分布格局,(,内分布型),集团分布均匀分布随机分布种群的水平分布格局(内分布型),5,内分布型,一次分布型与二次分布型,数学检验,多种方法,离散系数,聚块性指数,平均拥挤度,Morista 指数,公式看书,内分布型一次分布型与二次分布型,6,动物空间分布方式的意义,动物单体分布构成典型的种群格局,动物小群（二次分布）-意义,保证食物需求,营巢、隐蔽,调节种群密度,动物大群（二次分布）意义,类型1-不稳定、暂时集群,类型2-季节性集群,类型3-经常性、稳定性集群,集群行为有利于获得集中资源,动物空间分布方式的意义动物单体分布构成典型的种群格局,7,植物的空间分布方式,分散行为有利于获得分散、均匀资源,两次分布更紧密,植株形成一次分布，构件形成二次分布,种群空间分布方式的时间变化,种子散布,植物的空间分布方式 分散行为有利于获得分散、均匀资源,8,种群的遗传结构,表现型=基因型+环境饰变,表型多样性与基因型多样性,表型的多变性,基因型的整体性和不可见性,基因库、基因频率与遗传平衡,哈代-温伯格定律注意模型前提,小群遗传飘变,种群的遗传结构表现型=基因型+环境饰变,9,生态型-趋异适应的结果,地理隔离与地方种群,生态型、生态宗与生态渐变型,生态型的生态和进化意义,适应多种环境,形成新种的基础,生态型-趋异适应的结果地理隔离与地方种群,10,生态型-趋异适应的结果,植物的主要生态型,针对生态因子分化,气候生态型,土壤生态型,人工生态型品种,动物的主要生态型,地理生态型,食物生态型,寄生生态型,季节生态型,人工生态型品种,生态型-趋异适应的结果植物的主要生态型针对生态因子分,11,种群的年龄结构,年龄锥体,幼年型,稳定型,老年型,老年个体数,成体数,幼体数,种群的年龄结构年龄锥体幼年型稳定型老年型老年个体数,12,种群年龄结构的意义,幼年型不一定就是扩大型，与存活率有关,老年型一定意味着种群衰退，幼体补充不足,（也是大种群回归K的方法）,均匀型是稳定发展的种群，是世界人口的发展目标,构件生物有特别的年龄结构,整株年龄与构件年龄,植物可以具有很长的年龄，与构件更迭有关，特别是克隆植物,种群年龄结构的意义幼年型不一定就是扩大型，与存活率有关,13,种群的性别结构,性比就是种群的性别结构,性比对于生殖资源和食物的利用有意义,性比的维持,蜂群食物不足时赶走雄蜂,群居生物，多余雄性在大群之外,裂唇鱼变性，保持一个雄个体,其他类群？同学们找例子,种群的性别结构性比就是种群的性别结构,14,种群的性别分化的意义,性别分化的意义,加强种群内个体的横向联系，交流信息，性选择,性别关系的进化,进化链上由弱到强，人类最强,有性生殖的生态意义,增加变异，增强适应能力和扩大范围,基因重组的计算,加快进化性分化前的进化极慢,有性生殖的退化经济核算,生殖方式的转变裂唇鱼的例子,种群的性别分化的意义性别分化的意义加强种群内个体的横向联,15,动物的婚配方式,动物的婚配制度,单配偶制,一雌一雄（分散资源）,多配偶制,（集中资源）,一雄多雌,一雌多雄,动物的婚配方式动物的婚配制度,16,植物的婚配方式,植物的性别和婚配,（传粉与受精）,从所有的部分均能生殖到集中生殖过渡,雌雄同花,雌雄异花同株,雌雄异株,风媒（花间不定向，最广泛形式）,虫媒（花间定向）,植物的婚配方式植物的性别和婚配（传粉与受精）,17,种群的社会结构,社会种群发育的顶点,社会中个体的不平等性,社会等级和支配行为,个体功能分化,个体结构分化,作为“超个体”的社会,种群的社会结构社会种群发育的顶点,18,种群社会结构的事例和意义,各类型社会的实例,不典型社会,昆虫社会（法布尔）,灵长类社会（黑猩猩在召唤）,人类社会,种群社会结构的事例和意义各类型社会的实例,19,种群过程的基本概念,出生率,实际出生率与最大出生率,死亡率,最小死亡率与实际死亡率,存活率,迁出率和迁入率,增长率（表现型）,内禀增长能力(r,m,)：,当资源不受限制、无环境胁迫、种群处于良好状态时，种群能够达到的理论上的最大增长能力（基因型）,种群过程的基本概念出生率,20,种群内个体数量动态模型,看书自学为主,下次课提问和讨论,种群内个体数量动态模型看书自学为主,21,与密度无关的单种群离散增长模型,模型假设,环境容量无限,没有迁入迁出,世代不重叠,不具年龄结构,模型形式:N,t+1,=N,t,N,t,=N,0,t,：周限增长率,与密度无关的单种群离散增长模型模型假设,22,与密度无关的单种群连续增长模型,模型假设,环境容量无限,没有迁入迁出,世代重叠,具年龄结构,模型形式:dN/dt=rN,N,t,=N,0,e,rt,r：瞬时增长率,rln，=e,r,与密度无关的单种群连续增长模型模型假设,23,第5章种群系统的结构课件,24,与密度有关的种群增长模型,环境容量有限、,没有迁入迁出,与密度有关的单种群离散增长模型,与密度有关的单种群连续增长模型,Logistic增长,环境容量K,相邻压力,时滞,与密度有关的种群增长模型环境容量有限、没有迁入迁出,25,与密度有关的种群离散增长模型,模型假设,环境容量有限,没有迁入迁出,世代不重叠,不具年龄结构,模型形式:,N,t1,N,t,1.0-B（N,t,-K）N,t,环境容量K,不同B值种群有不同表现,与密度有关的种群离散增长模型模型假设,26,第5章种群系统的结构课件,27,第5章种群系统的结构课件,28,与密度有关的种群连续增长模型,环境容量有限,没有迁入迁出,世代重叠,具年龄结构,与密度有关的种群连续增长模型环境容量有限,29,与密度有关的种群连续增长模型,模型形式Logistic增长,dN/dt=rN(1-N/K)=rN(K-N)/K 或,N,t,=K/(1+e,-rt,),环境容量K,相邻压力：N/K,剩余空间：1-N/K,与密度有关的种群连续增长模型模型形式Logistic增,30,第5章种群系统的结构课件,31,与密度有关的种群增长模型,r和K的意义,时滞,N,t1,1.0-B（N,t-1,-K）N,t,与密度有关的种群增长模型r和K的意义,32,植物种群增长的特殊性,所需资源相近，但资源质量不高，相邻压力与动物不同,固定生活，相邻压力不易扩散，不均匀,亚种群，二次分布和二级“个体数量”,易克隆性（与无性生殖）,植物种群增长的特殊性所需资源相近，但资源质量不高，相邻压力与,33,自然界中的种群增长,一般（常规）增长,爆发（蝗虫-马世骏）,生态入侵,自然界中的种群增长一般（常规）增长,34,种群中个体数量的变动和维持,存活过程和存活曲线,I型,II型,III型,增长与衰落,小种群灭绝,种群中个体数量的变动和维持存活过程和存活曲线,35,种群中个体数量过程的研究方法,生命表,动态生命表（水平同生群生命表）,静态生命表（垂直生命表）,致死压力,K因素分析,生育力分析-内禀增长能力,种群中个体数量过程的研究方法生命表,36,第5章种群系统的结构课件,37,第5章种群系统的结构课件,38,种群内个体数量的变动,周期性波动（内生）,季节,年际,(与模型相关),多年变动,不规则波动（外生）,种群内个体数量的变动周期性波动（内生）,39,种群系统的自我调节,自我调节系统的共同特征，表现程度不同而已,种群的动态平衡,数量调节为主-种群密度平衡点-环境容纳量,（范围,时间）,种群的内稳态少,蚁蜂穴中T、RH，T,人房间中,种群系统的自我调节自我调节系统的共同特征，表现程度不同而,40,种群系统的自我调节,信息联系是调节的基础,动物明显（化学、物理、符号、文字）,味觉、嗅觉、触觉、听觉,种群结构紧密则信息联系密切,植物以化学信息为主,少量物理信息含羞草、捕蝇草,种群系统的自我调节信息联系是调节的基础,41,种内关系,密度制约-调节的内因,非密度制约是特例,密度制约的三个阶段,负竞争,(逆密度制约,指数增长）,分摊竞争,（非密度制约）,争夺竞争,（密度制约）,种内关系密度制约-调节的内因,42,种内竞争与合作,稳定的种群（成熟或超成熟）有相当比例的分摊竞争,中国、欧洲的文化特征,老鼠、吸血蝙蝠,小群中的分摊与争夺竞争,幼子间的争夺竞争,父母与子女间的分摊竞争,小群间的竞争,动物多样、有趣的表现,资源争夺性争夺育幼争夺（场地、权利）,合作普遍存在,明显或潜在的：分摊、负竞争、社会结构,意义：增种群中个体数量、提高环境容纳量,种内竞争与合作稳定的种群（成熟或超成熟）有相当比例的分摊竞争,43,种群密度的自我调节,自稳定种群,(出生率调节),非自稳定种群,（保持种群稳定的其他调节：其他种群的作用和大系统的调控）,两类策略不能完全明确区分,生态策略,对于同样因素会有多种策略,每个种群往往同时在多个性状上有多个策略,种群密度的自我调节自稳定种群(出生率调节),44,种群密度的自我调节,r-策略与K-策略,生殖率的r,Logistic模型中的K,生活史和存活曲线,r-K连续体,相对性,种群密度的自我调节r-策略与K-策略,45,动物出生率和死亡率的调节,领域行为,调节个体距离,迁移,迁入和迁出，动态调节,种群内有密度信息调节出生率,虎,（争夺竞争，K）,、象,（社会性分摊竞争，K）,赤鹿,（r-K 相对性，分摊竞争，种群平衡调整的拨动性，原因是被食者）,动物出生率和死亡率的调节 领域行为,46,植物出生率和死亡率的调节,植物构件数调节,（个体间分摊竞争）,植株繁殖率受密度影响,最后产量恒值法则,c=W*d,死亡率调节自疏,-3/2-4/3定律,（个体间争夺竞争）,植物出生率和死亡率的调节植物构件数调节（个体间分摊竞争）,47,种群内个体密度自我调节方式,起始密度影响未来密度,密度补偿,适当补偿,过度补偿,不足补偿,种群内个体密度自我调节方式起始密度影响未来密度,48,已有研究成果的融合,不同理论之间的关系,合并同类,梳理线条,各层次间比较,完善种群生态学,已有研究成果的融合不同理论之间的关系,49,