上海交通大学生态学课件 - 图文 下载本文

1、种群密度(density)

2、影响种群密度的主要参数:出生率、死亡率、迁入率和迁出率

当我们问为什么种群密度增加或减少的时候,实际上是在问这些参数中哪一个或哪几个发生了变化;进一步分析环境变化对这些参数和种群密度的影响。 3、种群密度估算

? 绝对密度(absolute density):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)

? 标志重捕法 (mark-recapture methods)

? 相对密度(relative density)估计:表示个体数量多少的相对指标 二、种群的年龄结构

1、定义:指不同年龄组的个体在种群内的比例和配置情况。

种群的年龄结构通常用年龄锥体图(age pyramid)表示。可划分为三个基本类型: ? 增长型:种群中幼体比例增大而老年比例减少,种群的出生率大于死亡率,是迅速增长

的种群。

? 稳定型:种群中出生率与死亡率大致相平衡,种群稳定。

? 衰老型:种群中幼体比例减少而老年比例增大,种群的死亡率大于出生率。 2、意义: ? 种群动态预测

? 判断动物濒危状况的重要标志;

? 种群管理、经济鱼类捕捞的标志--捕捞种群年龄的低龄化和小型化现象; ? 研究人口的有用工具。 三、生命表

一)生命表(life table):指列举同生群在特定年龄中个体的死亡和存活比率的一张清单

同生群(cohort)指同时出生的个体种群 二)类型

? 动态生命表(dynamic life table):真实记录生物个体存活情况

? 静态生命表(static life table) :记录某一特定时间获得的各龄级个体数情况而编制成的 ? 综合生命表

? 净生殖率(net reproduction rate ,R0)

? 世代不重叠: 等于下一个世代种群数量与本世代种群数量之比

R0 =Nt+1/Nt

? 世代有重叠: 等于各年龄组lx(存活率)与mx (出生率)值的乘积之累加

R0 =Σlxmx x=0

? R0 > 1,则出生率>死亡率,种群增长,如R0=1.05, 该种群经一世代后数量 ? 将增加1.05倍

? R0 = 1,则出生率=死亡率,群数量稳定 ? R0 < 1,则出生率<死亡率,种群数量下降 ?

? 种群增长率( rate of increase;r)

r=ln(R0 )/T;T为世代时间:指自然条件下种群中子代从母体出生到子代再产子的平均时间

内禀增长率(innate rate of increase,rm):指在实验室条件下(排除不利的天气条件,提供理想的食物,排除捕食者和疾病等)观察到的种群增长率,其大小依赖于实验条件。

二、种群增长模型

? 种群增长依靠倍增而不是加成;

? 种群增长与种群大小成正比例,与繁殖率相关; ? 种群增长速度取决于年龄结构。

1、与密度无关的种群增长模型

在空间、食物等资源无限的环境中,种群增长率不随自身密度而变化,这类增长通常呈指数式增长。

* 种群离散增长模型—种群的各个世代彼此不相重叠,如一年生植物、一年生殖一次的昆虫;

* 种群连续增长模型—种群的各个世代彼此重叠,如多数兽类 2、与密度有关的种群增长模型

在空间、食物等资源有限的环境中,出生率随密度上升而下降,死亡率随密度上升而上升。

* 种群离散增长模型—世代彼此不重叠 * 种群连续增长模型—世代彼此重叠 一)与密度无关的种群增长模型 1、种群连续增长模型(世代彼此重叠) 指数增长模型 dN/dt=rN(微分式)∝N dN/dt=Nb-Nd=(b-d)N=rN

b、d分别代表出生率、死亡率 r=b-d 为瞬时增长率 Nt=N0ert(积分式) r=LnR0/t=(LnNt-LnN0)/t, R0为世代净增殖率

行为:几何级数式增长或指数增长,种群增长曲线呈“J”字型 2、种群离散增长模型(世代不重叠)—几何增长模型

Nt+1=λNt Nt=N0λt ; N为种群大小,t为时间

λ =Nt+1/Nt,为几何增长率,也称周限增长率 几何模型与指数模型的关系:λ=er

行为:几何级数式增长或指数增长,种群增长曲线呈“J”字型 例:1949年我国人口5.4亿,1978年为9.5亿,求29年来人口增长率。 Nt=N0ert lnNt=lnN0+rt r=(lnNt-lnN0)/t

=(ln9.5-ln5.4)/(1997-1949)=0.0195(人·a)

表示我国人口自然增长率为19.5‰,即平均每1000人每年增加19.5人 周限增长率λ

λ= er= e0.0195= 1.0196/a,即每一年人口是前一年的1.0196倍。 二)与密度有关的种群增长模型

1、种群连续增长模型(逻辑斯谛模型,Logistic equation)

模型前提条件: ①有一个环境条件允许的最大种群值即环境容纳量K(carring capacity); ②随着种群密度增加,种群增长率按比例降低,即每增加一个个体的影响是1/K(种群增长受密度的制约)。

环境容纳量(Carring capacity,K)或称生态阈值-资源管理的标准,生态系统平衡和维护的保障。

在一个处于平衡状态的自然生态系统中,种群的数量在一定水平上下波动,这个平均水平即为环境容纳量;实质是指某一个环境允许的最大种群值即环境容纳量。

数学模型:dN/dt=rN(1-N/K) (微分式) Nt=K(1+ea-rt)(积分式)

模型行为:该曲线在N=K/2处有一个拐点,在拐点上, dN/dt最大,在拐点前,dN/dt随种群增加而上升,在拐点后,dN/dt随种群增加而下降。因此,曲线可划分为:

A 开始期;B 加速期(N→K/2);C 转折期(N=K/2);D 减速期(N → K);E饱和期(N=K)。