环境生态学---第十三章生活史

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,*,M1,生活史,要 点,生活史变异,生物的生活史是指其一生中生长和繁殖的模式。不同种类其生活史类型的变异是巨大的。一些种类能活成百上千年，一些个体身体巨大，而另一些那么微小。一些生产许多小后代，而另一些生产后代数量较小，但个体较大。在关这些变异是如何进化而来的问题，是生态学的一个关键。,生活史的定义一个生物从出生到死亡所经历的全部过程称为生活史life history或生活周期life cycle。,繁殖：指有机体生产出与自己相似后代的现象，是生物形成新个体的所有方式的总称。,繁殖与物种的生存和开展关系极密切，它是生活史中的核心问题,生活史中表现的主要特征,繁殖包括,有性生殖sexual reproduction,无性生殖asexual reproduction,孢子生殖spore reproduction,营养繁殖vegetative reproduction,扩散：指生物个体或繁殖体从一个生境转移到另一个生境中。,植物的扩散繁殖体的传播：,扩散形式水力、动物包括人、风力。各自有特殊的适应性,生活史中表现的主要特征,动物扩散主动扩散扩散形式迁出、迁入、迁移,迁出emigration别离出去而不再归来的单方向移动。,迁入immigration进入的单方向移动。,迁移migration周期性的离开和返回。回游、迁徙,动植物扩散的生物学与生态学意义,可以使种群内和种群间的个体得以交换，防止长期近亲繁殖而产生不良的后果；,可以补充或维持在正常分布区以外的暂时性分布区域的种群数量；,扩大种群分布区。,繁殖格局reproduction patterns,1、一次繁殖和屡次繁殖,在生活史中，只繁殖一次即死亡的生物称为一次繁殖生物semelparity。一生中能够繁殖屡次的生物称为屡次繁殖生物iteroparity。,繁殖格局reproduction patterns,2,、生活年限与繁殖,植物可划分为一年生、二年生和多年生三种类型的生活年限；动物也分别划分为短命型、中等寿命型和长寿型三种类型的生活年限。,短命型可视为提前繁殖，长寿型视为延迟繁殖。,繁殖格局是自然选择的结果。它主要视生境条件决定的。,It is not possible for an organism to reach a large adult size shortly after birth,produce many large offspring and live to a great age.Energy allocated to one aspect of life history cannot be spent in another,so trade-offs between different traits are inevitable.,Energy allocation and trade-offs,能量分配和,“权衡,让某一生物在出生后短期内到达大型的成体大小，生产许多大个体后代并长寿是不可能的。分配给生活史一方面的能量不能再用在另一方面，所以在不同生活史特性间进行“权衡是不可防止的。,生物的适应性表达在不同生活史组份的能量分配方面，可以将能量更多地分配于生长、代谢或繁殖，以适应不同的环境条件。,生物种类、体重、性别、饵料性质、理化因子等影响能量收支。,能量分配与权衡,14,/24,(1),生长与繁殖的权衡,：花旗松生长率与繁殖率负相关。,不繁殖的雌鼠妇比繁殖的生长能高三倍。,2繁殖与生存的权衡：产奶雌马鹿死亡率明显高于不育雌马鹿。,花旗松,Pseudotsuga menziesii,15,/24,Two distinct life history strategies are described by-and-selection theory,which states that-selected species are adapted to maximize the rate of increase of the population size,whilst-selected species are adapted to be competitive.Thus,r-selected species have rapid development,small adults,many and small offspring and a short generation time.In contrast,-selected species have slow development,large adult size,few,large offspring and long generation times.Although some species fit this theoretical dichotomy,many do not,and this theory is mow out-dated as better models have wider predictive powers.,-and-selection,r,-,选择和,-,选择,r-,选择和,K-,选择理论描述了两种明显的生活史对策，该理论陈述，,r-,选择种类适应使其种群增长率最大，而,-,选择种类适应使其竞争性强。这样，,r-,选择种类发育快，成体小，后代数量多但体积小，世代时间短。与此相反，,-,选择种类发育慢，成体大，后代数量少但体积大，世代时间长。尽管有些种类符合这种理论上的两分法，但也有许多种不符合。由于具有更广预测性的更好的模型出现，该理论已过时了。,繁殖策略,r 选择：有利于增大内禀增长率的选择称为r-选择。r-选择的物种称为r-策略者r-strategistis。,K 选择：有利于竞争能力增加的选择称为K-选择。K-选择的物种称为K-策略者K-strategistis。,r,选择者,r-,选择者,K-,选择者,r-,选择,k-,选择,气候,多变,难以预测和不确定,稳定，可预测，较确定,死亡率,常是灾难性的，无一定规律性，非密度制约的,比较具有规律性，密度制约的,存活,幼体存活率很低，,幼体存活率高,种群大小,时间上变动大，不稳定，通常低于环境容纳,K,值，群落不饱和，生态上真空，每年有再移植变动性大，通常不紧张,时间上稳定，种群平衡，密度在,K,值临近。,种内种间,斗争选择,有利于,快速发育增长力高 提早生育 体型小单次生殖,缓慢发育高竞争力 生殖开始迟 体型大 多次生殖,寿命,短，通常少于,1,年,长，通常大于,1,年,导致,高生育力的,高存活率的,The reproductive value(RVx)of an individual of age x is the number of offspring that individual is expected to produce in the immediate future plus those expected over its remaining lifespan.The reproductive value of an individual inevitably rises after birth and falls towards old age.The difference in reproductive values between individuals provides a powerful predictor of life history strategy.,Reproductive values,生 殖 价,年龄x的个体的生殖价RVx是该个体马上要生产的后代数量加上预期的其在以后的生命过程中要生产的后代数量。个体的生殖价在出生后必然会上升，然后随年龄老化而下降。个体间生殖价的差异提供了一个强有力的生活史对策预报器。,生殖价和生殖效率,生殖价随年龄、环境而变化。,天蓝绣球,23,/24,生殖效率：,稳定环境中产少量高质量后代，不稳定环境中产大量小型后代。,生殖次数：,“两面下注理论：如果成体死亡率低而幼体死亡率高，那么保卫成体赌注，选择屡次生殖对策，相反那么单次生殖，一次性繁殖大量后代。,24,/24,In addition to the concepts of-and-selection,there a variety of schemes which classify habitats in an attempt to discern a pattern linking habitats and life histories.Habitats may be classified on the basis of the balance of benefits between growth and reproduction,into high-cost-of-reproduction and low-cost-of-reproduction.An alternative approach,bet-hedging,considers the impact of the habitat on the relative variability of mortality or fecundity for different growth stages and uses this to predict optimal life history strategies.Grimes CSR triangle classifies habitats from a perspective of plant life history,using the degree of habitat disturbance(or stability)and its severity to plants.,Habitat classification,生境分类,除r-和K-选择概念外，还存在多种方案划分生境，试图辩别一种连接生境与生活史的模式。生境可在生长与繁殖间利益平衡的根底上划分为“高繁殖付出和“低繁殖付出生境。另一种可供选择的方法，“两面下注考虑生境对不同生长期死亡率和繁殖力相关变化的影响，利用这种影响来预测最适生活史对策。Grime的“CSR三角形从植物生活史的观点，利用生境干扰或稳定程度及其对植物的严峻性来划分生境。,除了r-K二分法的生态对策外，Grime1977，1979对植物生境进行了四分，提出了植物生活史对策的三分法-CSR三角形。影响植物选择压力最大的是生境的干扰强度和严峻度胁迫度，以此为坐标轴，可划分为四种生境类型：,干扰强度,严峻度,胁迫强度,高干扰、高严峻度,如火山等,植物无法生存,高干扰、低严峻度,如农田,高繁殖率,杂草对策（,R,选择）,低干扰、低严峻度,如热带雨林,成体竞争能力强，生活史对策,（,C,选择）,低干扰、高严峻度,如沙漠,胁迫忍耐对策,（,S,选择）,生境分类与植物的生活史对策,27,/24,低严峻度、低干扰：竞争对策,(C-,选择,),低严峻度、高干扰：杂草对策,(R-,选择,),高严峻度、低干扰：胁迫,-,忍耐对策,(S-,选择,),csr,三角形指的生物对环境的生存对策。每个字母表示一个轴。,CSR,三角形,白桦,山毛榉,Many organisms undergo a delay in development at some stage in their life cycle,such as seed diapause or implantation delay in a red deer embryo.This strategy is an adaptive response to avoid unfavorable conditions(such giving birth t