生物种群市公开课获奖课件

1、第三章 生物种群第三章 生物种群第1页第1页第一节 种群动态第二节 种群空间结构第三节 种群调整第四节 种群生活史第五节 种内和种间关系 第2页第2页教学基本目与要求：1、掌握种群几何级数增长；种群指数增长和逻辑斯谛增长；种群波动原因；种群波动调整。 2、纯熟掌握种群概念及基本特性，种群数量动态，种群进化与生态对策，种群关系基本类型。3、理解种群空间动态。 第3页第3页种群概念 种群 (population)是在同一时期内占有一定空间同种生物个体集合。A group of organisms of the same species that live in the same geographi

2、cal area at the same time第4页第4页单体生物：个体由一个受精卵直接发育而来，其形态和发育能够预测。构件生物：一个合子发育成一套构件构成个体。单体生物“鱼”和构件生物“海葵”第5页第5页第一节 种群动态1、Density：是指单位面积或体积内某个生物种个体数量。种群密度=种群个体数量 空间大小（面积或体积）一、种群密度测定粗密度 crude density：单位总空间内个体数。生态密度 ecological density：单位栖息空间（种群实际所占有有效空间）内个体数；如一片面积为10ha马尾松林，林木总株数为30000株，但其中有2ha面积为裸露岩石，2 ha水域面

3、积。因此，实际分布有马尾松林面积只有6 ha。则该马尾松林粗密度为3000株/ha、生态密度为5000株/ ha。第6页第6页2、种群密度调查办法：(1)分布范围小，个体较大种群：逐一计数(2)分布范围大，个体较小种群：估算(取样调查)不运动或活动范围小生物：活动能力强，活动范围大动物：样办法标识重捕法第7页第7页取样办法：五点取样法等距取样法（随机取样，不要掺入主观原因。）第8页第8页关于标志重捕法计算在某池塘中，第一次捕获鲫鱼100条，做上标识后放回，第二次捕获鲫鱼90条，其中有标识25条。请估算这个池塘中共有鲫鱼多少条？一次标识、一次重捕-林可指数法N：M=n：mN：该地段所有个体数M：

4、标志数n：再捕个体数m：再捕中标志数N=mMxnN=MxnmN=Mxn第9页第9页1、出生率 natality指单位时间内种群出生个体数与种群个体总数比值。最大出生率 生理出生率 特定种群-常数实际出生率 生态出生率 二、种群统计学种群出生率高下，主要取决于该动物下列特点：(1) 性成熟速度 (2) 每次产仔数目 (3) 每年繁殖次数 另外，动物胚胎期、孵化期和繁殖年龄长短等都会影响种群出生率。第10页第10页南美秃鹫动物尸体是它们主要食物，包括各种鱼类。它们每隔一年到3000米高高山上去繁殖一次，每次生下两个白颜色大蛋，有10厘米那么长。 第11页第11页求老鼠年子孙量公式 （16n+66n

5、2+56n3+n4）2 一对老鼠一年内可繁殖多少后代？ 3个月22天6.5只老鼠能够达到每年5代同堂。即母、子、孙、曾孙、重孙代。 4470只 第12页第12页死亡率 mortality指单位时间内种群死亡个体数与种群个体总数比值。最低死亡率 生理死亡率 生理寿命 实际死亡率 生态死亡率 生态寿命 第13页第13页2、种群年纪结构 age structure 某一个群中，含有不同年纪级个体生物数目与种群个体总数百分比。 Populations can be characterized by the number of individuals in each age group. For exa

6、mpleage structure for our class 1. 繁殖前期 2. 繁殖期 3. 繁殖后期 种群个体可分为三个生态时期： 第14页第14页第15页第15页第16页第16页第17页第17页Which is likely to be growing fastest: A or B?Why?第18页第18页种群性别结构性比-种群中雄性：雌性性别百分比失调出生率种群密度影响影响第19页第19页3、生命表 (life table) 把观测到种群中不同年纪个体存活数和死亡数编制成表，称为生命表。 它反应了种群发展过程中从出生到死亡动态改变动态生命表（同生群生命表、特定年龄生命表）是依据观

7、测一群同一时间出生生物死亡或存活过程而取得数据来编制生命表。静态生命表（特定期间生命表 ）是依据某一特定期间对种群作年龄结构调查资料而编制生命表。在种群统计学中常把同一时间出生生物称为同生群。第20页第20页第21页第21页 静态生命表（static life table）是依据某一特定期间，对种群作年龄分布调查结果而编制，因此又称为特定期间生命表 。1960 1961 1962 1500 510 490 2290 300 310 3190 205 200 第22页第22页ex：本年龄组开始时存活个体平均生命盼望，即ex = Tx / nxqx：本年龄组死亡率，即从年龄x到年龄x+1期间死亡率

8、，q x= dx / nx。x：年龄、年龄组或发育阶段。nx：本年龄组开始时存活个体数。第23页第23页第24页第24页存活曲线第25页第25页三、种群增长模型1、种群几何级数增长（geometric growth） 假定：空间、食物无限 世代不相重叠； 没有迁入和迁出； 不具年龄结构 N0 10 N1N0 10220 N2N120240 N3N240280 Nt+1 =Nt 或 Nt = N0t ：种群周限增长率（reproductive rate）第26页第26页第27页第27页 即： N t N0ert N、t定义如前，e为自然对数底，r为种群瞬时增长率。dNdt rN 图4.5 种群指

9、数生长曲线 （引自Emmel 1976） 指数生长 dNdt rN 趋于无限 个体数（N） 时间（t） 2、种群指数增长（exponential growth） 假定：空间、食物无限 世代重叠；种群增长是连续 没有迁入和迁出； 具年龄结构 第28页第28页内禀增长率与周限增长率关系种群瞬时增长率（r）与周限增长率（）之间关系式为： r = ln = er 自然种群只有在食物丰盛、没有拥挤现象、没有天敌等等条件下才干表现出短时间指数式增长。 短时间内一些生物（细菌、浮游植物等）在短时间内可出现指数增长，人类在最初也是如此。 第29页第29页3、种群在有限环境中逻辑斯谛增长 设想有一个环境条件所允

10、许最大种群值，此最大值称为环境容纳量或环境负荷量，通惯用K表示。密度对种群增长率影响是简朴，即种群中每增长一个个体，对种群增长力减少就产生1/K影响。种群密度增长对其增长率减少作用是马上发生，无时滞。种群中个体具年龄结构，无迁移现象。第30页第30页 直线方程：整理得：第31页第31页S 型增长曲线常被划分为5个时期：（1）开始期 也可称为潜伏期，此期内种群个体很少，密度增长缓慢，这是由于种群数量在开始增长时基数还很低。（2）加速期（3）转折期（4）减速期（5）饱和期 种群密度达到环境容纳量，数量饱和。第32页第32页逻辑斯谛增长模型主要意义是：它是许多两个互相作用种群增长模型基础在农业、林业

11、、渔业等实践领域中，它是拟定最大连续产量（MSY）主要模型模型中参数r和K已成为生物进化对策理论中主要概念第33页第33页自然反应时间（ TR）瞬时增长率r倒数，TR =1/r, TR是度量种群在受干扰后返回平衡时间长短一个有用指标。TR值越小，表示种群在受到干扰后，返回平衡所需要时间越短。TR值越大，则种群受干扰后返回到平衡自然反应时间就越长。第34页第34页（1） 试验种群研究 在0.5ml培养液中放置5个大草履虫环境条件下，最大种群数量是375个，即K =375。当以逻辑斯谛方程拟合时，种群增长率r = 2.309。4、 试验种群和野外种群证据第35页第35页（2） 野外种群研究第36页

12、第36页第37页第37页四、自然种群数量变动第38页第38页 1. 种群平衡 种群平衡是指种群数量较长时间地维持在同一水平上。 从理论上讲，种群增长到一定程度，数量达到K值之后，种群数量会保持稳定，如大多数有蹄类和食肉类动物。但事实上大多数种群数量不会长时间保持不变，稳定是相对，种群平衡是一种动态平衡。第39页第39页 2. 季节消长 普通含有生殖季节种类，种群最高数量通常是在一年中最后一次繁殖之末，之后繁殖停止，种群因只有死亡而数量下降，直到下一年繁殖开始，这时是数量最低时期。第40页第40页3. 规则或不规则性波动 （1）种群数量规则性波动北美美洲兔和猞猁种群数量年变动第41页第41页（2

13、）种群数量不规则波动洪泽湖区东亚飞蝗种群数量动态第42页第42页 4. 种群衰落及其原因 当种群长期地处于不利环境条件下，或在人类过度捕猎，或栖息地被破坏情况下，其种群数量可出现持久下降，即种群衰落。如鲸、白暨豚、大熊猫原因：（1）种群密度过低，由于难以找到配偶而使繁殖机率减少；近亲繁殖，使后代体质变弱，死亡率增长。（2）生物栖息环境改变，如森林砍伐，草原荒漠化，农田大量开垦，都市化加剧，工业、交通运送业发展等。（3）植物减少和消失则是动物种群衰落和灭亡主要原因。第43页第43页5、生态入侵一些生物由于人类故意识或无意识地带入某一适宜于其生存和繁衍地域，它种群数量便不断地增长，分布区便会逐步稳

14、定扩展，这种过程叫做生态入侵。冈比亚按蚊（ 1929年）由非洲到达南美巴西。麝鼠（19）由北美引入欧洲 。第44页第44页第二节 种群空间结构 种群内个体在生存空间分布方式或配备特点，称为种群空间分布格局(spatial pattern)或内分布型(internal distribution pattern)。 它是由种群生物学特性，种内、种间关系和环境原因综合影响所决定。 随机型 (random)均匀型 (uniform)集群(成群)型(aggregated)第45页第45页1、随机分布 每一个个体在种群领域中各个点上出现机会是相等，并且某一个体存在不影响其它个体分布。第46页第46页2、

15、均匀分布 种群内个体在空间上是等距离分布形式。均匀分布是由于种群内个体间竞争所引起。第47页第47页3、集群分布 种群内个体在空间分布极不均匀，常成群、成簇、成块或呈斑点状密集分布，这种分布格局即为集群分布，也叫成群分布和聚群分布。集群分布是自然界最常见内分布型。 第48页第48页第49页第49页含有保护作用；利于繁殖； 增长个体间基因交流，丰富遗传多样性；有益种内竞争。 加剧种内竞争； 造成环境恶化；疾病传播； 个体间互相干预。 不利有利集群分布第50页第50页第51页第51页第三节、种群调整 密度 10 50 100 500 1000 5000 10000 死亡数 5 25 50 250

16、500 2500 5000 死亡率 % 50 50 50 50 50 50 50 死亡数 0 1 10 400 900 4900 9950 死亡率% 0 2 10 80 90 98 99.3 1密度制约与非密度制约第52页第52页死亡率 % 1. b 0 50 2. b = 0 100 种群密度 10000 y x第53页第53页2、气候原因3、种间原因是指捕食、寄生和种间竞争等因子对种群密度制约过程。 4、食物原因捕食和被食、寄生生物和宿主、草食动物和植物都与食物有密切联系。5、种内调整表格中哪种是密度制约，哪种是非密度制约？第54页第54页图4-13第55页第55页第四节、种群生活史 一、

17、概述生活史个体大小生长发育速度繁殖扩散第56页第56页二、繁殖成效1、繁殖价值2、亲本投资3、繁殖成本三、繁殖格局四、繁殖策略第57页第57页生态对策（ecological strategy）是指生物在进化过程中，在繁殖和竞争等方面朝着不同方向、适应不同栖息生境对策。生物在自然选择中总是面临着两种相反可供选择进化对策：即r对策（或r选择）和K对策（或K选择）。第58页第58页r对策生物个体小，寿命短，存活率低，但增殖率高(r)，含有较大扩散能力，适应于各种栖息环境，种群数量常出现大起大落突发性波动。属于r对策生物称r对策者，昆虫、细菌、藻类等属于r对策生物。第59页第59页K对策生物个体较大，

18、寿命长，存活率高，适应于稳定栖息生境，不具较大扩散能力，但含有较强竞争能力，种群密度较稳定，常保持在K水平。属于K对策生物称为K对策者。通常脊椎动物和种子植物属于K对策生物。第60页第60页r选择和K选择典型特性第61页第61页属于K对策生物即使种间竞争能力较强，但r值低，遭受激烈变动或死亡后，返回平衡水平自然反应时间（1r）较长，容易走向灭绝。因此，对属于K对策生物资源，应注重其积极保护工作。 属于r对策生物，虽竞争能力弱，但r值高，返回平衡水平反应时间较短，灭绝危险性较小。同时由于含有较强扩散迁移能力，当种群密度大或生境恶化时，能够离开原有生境，在别地方建立新种群。这种高死亡率、广运动性和

19、连续面临新局面特性，使新基因取得较多发展机会。 第62页第62页作用类型物种1物种2互相作用普通特性 中性作用00彼此都不受影响竞争直接干涉型-直接互相克制资源利用型-资源缺乏时间接克制 偏害作用-01受克制，2不受影响寄生作用+-1寄生者得利，2猎物受克制捕食作用+-1捕食者得利，2猎物受克制偏利共生+01共栖者得利，2宿主不受影响原始合作+1、2都有利，不发生依赖关系互利共生+对双方都有利，并彼此依赖两个物种种群互相作用类型 第五节 种间和种内关系第63页第63页(一)正互相作用 正互相作用可按其作用程度分为互利共生、偏利共生和原始协作三种类型。 指种间互相作用仅对一方有利，对另一方无影响

20、共生关系。两物种长期共同生活在一起，彼此互相依存，双方赢利，并且达到了不能分离程度。两个物种互相作用，对双方都没有不利影响，或双方都可取得微利，协作松散分离后双方均能独立生活。互利共生偏利共生原始协作第64页第64页第65页第65页第66页第66页镰嘴和刀嘴蜂鸟 第67页第67页合作 在热带地域，兰花通常以树干作支撑鱼以海葵作呵护场合偏 利 作 用第68页第68页负互相作用包括竞争、捕食和寄生等。种群增长率减少。从生态角度看，负互相作用能增长自然选择能力，有助于新适应性状发展。 （二）负互相作用第69页第69页种间竞争两个或更多物种个体之间竞争称为种间竞争。一是一个物种完全挤掉另一物种;生态分离竞争（competit