第四章种群生活史

种群生态学学习种群的特征掌握种群的数量动态掌握种群内部和不同种群间的相互关系目的要求第三章种群及其基本特征第四章种群生活史

第五章种内与种间关系

主要内容第四章种群生活史能活成百上千年——仅能活几分钟；个体巨大——个体微小；很多小的后代个体——后代数量较少，但个体较大共性：具有出生、生长、繁殖、衰老和死亡的过程。

——上述均是稍后要说的“生活史性状”同种不同个体，不同种不同个体的共性第四章种群生活史第一节生活史概述第二节繁殖成效（自学）第三节繁殖格局（自学）第四节繁殖策略第五节性选择（自学）

第一节生活史概述一、生活史1、定义：

生物从出生到死亡所经历的全部过程。第一节生活史概述2.生活史性状

①生长形式——曲线②成熟年龄

③成熟时个体大小④后代的数量、出生时个体大小⑤特定年龄的死亡规律⑥寿命生物从出生到死亡所经历的全部过程生活史对策

(或生态对策):

生物在生存斗争中通过自然选择所获得的生活史性状第一节生活史概述第一节生活史概述不同种类的物种在同一生活史性状上存在巨大差异：能活成百上千年——仅能活几分钟；个体巨大——个体微小；很多小的后代个体——后代数量较少，但个体较大第一节生活史概述3.生活史性状的影响因素（1）生物的遗传特性——不能改变（2）外界环境的影响——生态可塑性（3）一些遗传特性受另一些遗传特性的制约第一节生活史概述

同一物种生活在不同环境中，由于不同生态因子影响，生物必须有一定的适应机制才能生存。这种机制将保存在物种的遗传信息库中。环境对物种的影响……加拿大——5个湖泊种群大小变化年龄结构（依据体长判断年龄）翻车鱼：生活在浅水，保卫巢穴例子：环境对物种的影响……不同生境鱼群数量（2年内）的变化不同地点成鱼（3a）/幼鱼存活率第一节生活史概述3.生活史性状的影响因素（1）生物的遗传特性——不能改变（2）外界环境的影响——生态可塑性（3）一些遗传特性受另一些遗传特性的制约第一节生活史概述寿命长的生物，其生殖期往往开始较迟个体小的生物，其寿命常常较短第一节生活史概述3.生活史性状的影响因素（1）生物的遗传特性——不能改变（2）外界环境的影响——生态可塑性（3）一些遗传特性受另一些遗传特性的制约第一节生活史概述生活史性状

①出生时个体大小②生长形式——曲线③成熟年龄

④成熟时个体大小⑤后代的数量、性比⑥特定年龄和大小的死亡规律⑦寿命生活史研究的主要内容及意义

（1）研究生活史的相似性与相异性及其与特定生境或形成背景的联系。（2）比较不同生活史类群的生活史性状的生物学意义及其生态学解释。第一节生活史概述二、个体大小有机体最明显的表面形状。不同种群个体大小各异。FrequencydistributionsofnumberofspecieswithrespecttologbodymassforNorthAmericanmammals(a),birds(b),andfreshwaterfish第一节生活史概述1.生物遗传物质的特征，与生活周期长短有关。（1）从生存角度讲，大个体占优势（2）从发展角度讲，小个体占优势2.与生物不同的生长阶段有关，有较大的生态可塑性生活史性状的影响因素（1）生物的遗传特性——不能改变（2）外界环境的影响——生态可塑性（3）一些遗传特性受另一些遗传特性的制约第一节生活史概述个体大小与寿命之间具有强的正相关关系世代周期与寿命之间又有很强的关系第一节生活史概述1.生物遗传物质的特征，与生活周期长短有关。（1）从生存角度讲，大个体占优势（2）从发展角度讲，小个体占优势2.与生物不同的生长阶段有关，有较大的生态可塑性第一节生活史概述个体大小与内禀增长率有很强的负相关关系病毒、细菌、原生动物、变温动物、恒温动物第一节生活史概述1.是生物遗传物质的特征，与生活周期的长短有关。（1）从生存角度讲，大个体占优势（2）从发展角度讲，小个体具有优势2.与生物不同的生长阶段有关，有较大的生态可塑性三、生长与发育速度生长生物物质、细胞数量的增加。发育伴随着生长过程,生物体的结构和功能由简单到复杂,从幼体形成一个与亲代相似的性成熟的个体,这个总的转变过程称发育。第一节生活史概述第一节生活史概述生物在不同时刻的生长状况绘制成图，几乎所有的生物都有相同的生长曲线－S形生长曲线数学关系式称为逻辑斯谛方程

第一节生活史概述生物在不同时刻的生长状况绘制成图，几乎所有的生物都有相同的生长曲线－S形生长曲线数学关系式称为逻辑斯谛方程

第一节生活史概述S型(sigmoid)①停滞期②指数期③静止期第一节生活史概述S型(sigmoid)①停滞期准备生长期;

幼株个体小、分裂细胞少、器官尚未完全形成、获取营养能力小、生长环境条件尚未达到最适时期等因素影响。第一节生活史概述S型(sigmoid)①停滞期②指数期真正生长期；生长的内外因素均达到最有利状态。第一节生活史概述S型(sigmoid)①停滞期②指数期③静止期细胞分裂、组织和器官的形成速度相对细胞死亡来说越来越慢，二者最终达到平衡，呈静止状态。第一节生活史概述生物生长过程中各器官不是按同一比率生长（异速生长现象），而是按照自己特有的生长率生长，各器官生长的总和构成整体的生长。各器官均呈S型增长！异速生长：生物体各器官不均匀和不成比例的生长。

采用整体与部分、部分与部分之间作对应研究。第一节生活史概述异速生长的定量关系可用幂函数反映。四、繁殖方式有机体生产出与自己相似的后代的现象。生物形成新个体的所有方式的总称。包括:第一节生活史概述“繁殖”和“生殖”经常通用，繁殖含义比较广第一节生活史概述无性繁殖①营养繁殖:从生物体的一部分生长发育为新个体的繁殖方式；②孢子生殖:孢子不经过有性过程而直接发育成新个体的繁殖方式。有性生殖两性细胞核的结合形成新个体的繁殖方式第一节生活史概述无性繁殖的优点无性繁殖不经过复杂的有性过程和胚胎发育阶段，子代来自同一基因型的亲体，因而在扩展性、繁殖速度与繁殖潜力上比有性生殖更具优势。第一节生活史概述有性生殖的优点来自父本和母本的染色体重新配对，使子代更具变异性和对环境的适应性。五、扩散

有机体扩展种群空间行为的过程。

1.定义：生物个体或繁殖体从一个生境转移到另一个生境中的过程。生物进化来的一种方法，用来躲避种内竞争，避免近亲繁殖。第一节生活史概述第一节生活史概述2.扩散方式

不同生物，扩散方式不同，可分为主动扩散被动扩散

第一节生活史概述植物的扩散动物的扩散可动性传播因子地形条件植物的扩散：（1）被动扩散，繁殖体的传播。（2）传播距离决定于：第一节生活史概述第一节生活史概述可动性是繁殖体对扩散的适应性，决定于繁殖体的重量、体积、有无特殊的构造(例如，翅、刺钩、气囊、气室等)体积大、重量小或具有特殊构造的果实可传播到较远距离既重又没有特殊构造的果实垂直落到母体周围可动性传播因子地形条件植物的扩散：（1）被动扩散，繁殖体的传播。（2）传播距离决定于：第一节生活史概述第一节生活史概述传播因子是指传播繁殖体的媒介和动力。靠风传播：小、轻或具有翅、毛等构造如，菊科果实具有冠毛，能惜助风力传播到较远地方。靠水传播：具有使之飘浮的气囊、气室第一节生活史概述借助于动物和人的活动：表面常具粘液，或具有钩、刺、芒等;

具有坚硬种皮的种子或浆果，经过消化道仍具高生活力，靠动物吞食后携带到另外地方，传播距离因动物活动范围而异。可动性传播因子地形条件植物的扩散：（1）被动扩散，繁殖体的传播。（2）传播距离决定于：第一节生活史概述第一节生活史概述地形条件间接影响传播，主要作用于传播因子如，平原、丘陵、高山、河流、湖泊、海洋等，有的有利于繁殖体的传播，有的障碍传播。地形影响传播方向和传播速度。第一节生活史概述植物的扩散动物的扩散第一节生活史概述动物扩散为主动扩散。动物扩散形式迁出迁入迁移第一节生活史概述动物扩散为主动扩散。动物扩散形式迁出分离出去而不再归来的单方向移动第一节生活史概述动物扩散大为主动扩散。动物扩散形式迁出迁入引入的单方向移动第一节生活史概述动物扩散为主动扩散。动物扩散形式迁出迁入迁移周期性的离开和返回3.扩散的生物学和生态学意义①可以使种群内和种群间个体得以交换，防止近亲繁殖；②可以补充或维持正常分布区以外的暂时性分布区域的种群数量；③扩大种群分布区，降低暴露给捕食者和染上疾病的机会，增加遇到资源和配偶的机会；④增加由于杂种优势而产生更多合适后代的机会第一节生活史概述第四章种群生活史第一节生活史概述第二节繁殖成效（自学）第三节繁殖格局（自学）第四节繁殖策略第五节性选择（自学）第四节繁殖策略生活史性状①个体大小②生长与发育速度③繁殖(指的是繁殖方式)④扩散⑤后代的数量、大小、性比⑥特定年龄和大小的死亡规律⑦成熟年龄和寿命第四节繁殖策略生活史性状①个体大小②生长与发育速度③繁殖(指的是繁殖方式)④扩散⑤后代的数量、性比⑥特定年龄和大小的死亡规律⑦成熟年龄和寿命生物在生存斗争中通过自然选择所获得的生活史性状称为生活史对策繁殖策略-生活史对策综合第四节繁殖策略逻辑斯谛方程的重要意义①生态学的基础模型

②模型参数r、K，成为生物进化对策理论中的重要概念③确定资源生物的最大可持续收获量的主要模型。第四节繁殖策略一、r-对策和K-对策

r-对策和K-对策是由MacArthur和Wilson（1967）提出的，后经Pianka（1970）进一步发展和细化。

第四节繁殖策略1.r-对策和K-对策(1)r-对策在不稳定环境中进化的物种中，只有具有较高繁殖能力的物种才能补偿灾害所造成的损失，故谁有较高的繁殖能力，自然选择将对谁更有利，即不稳定环境对具有较大rm的物种是有利的。

不稳定环境——短期内环境稳定第四节繁殖策略自然选择角度

有利于增大内禀增长率的选择称为r-选择物种适应性角度

r-选择的物种称为r-策略者耗子-大象白桦-红松第四节繁殖策略(2)K-对策在稳定环境中进化的物种中，谁能更好的利用环境承载力，稳定环境对谁越有利。例如：白桦和红松稳定环境——环境长时间稳定竞争能力强，取胜!第四节繁殖策略自然选择角度有利于竞争能力增加的选择称为K-选择。物种适应性

k-选择的物种称为K-策略者。例如：白桦和红松第四节繁殖策略2.r-对策、K-对策生物的特点r

快速发育，小型成体，数量多而个体小的后代，高的繁殖能量分配和短的世代周期。K

慢速发育，大型成体，数量少而个体大的后代，低的繁殖能量分配和长的世代周期。第四节繁殖策略3.r-对策和K-对策生物的优缺点（1）r-策略者（机会主义者）高r值可以使种群迅速恢复；高扩散力，可以使其迅速离开恶化环境，并在其他地方建立起新的种群；是新生境的开拓者。第四节繁殖策略（2）K-策略者（保守主义者）种群数量比较稳定，保持在K值附近，导致生境退化的可能性小，是稳定环境的维护者；当生存环境发生灾变时很难迅速恢复，如果再有竞争者抑制，就可能趋向灭绝。在物种资源面临威胁时，对K-对策者的保护要比r-对策者更困难、更紧迫、更重要。第四节繁殖策略二、C-S-R对策（Grime的植物生活史对策）

r-k选择只考虑了生境是否稳定，如果在此基础上考虑更多的生态维度（如土地生产力），那么可以对生活史做出更准确、更合理的描述，可构造出一个更全面的生活史分类体系。第四节繁殖策略

Grime从扰动和环境胁迫方面对生活史对策进行了分类，把生活史对策从r-k的二分法发展到了C-S-R的三分法。

Grime的植物生活史对策与r-K理论的不同之处在于增加了新的适应性维度

——对环境胁迫的忍耐第四节繁殖策略在胁迫生境中，由于可利用资源非常有限或者存在严重的生理胁迫，植物要想成功生存就必须把大量的资源分配给维持功能。成功的胁迫忍耐者生长速度慢、组织器官耐久。第四节繁殖策略胁迫忍耐对策竞争对策杂草对策植物不能生存生产力环境胁迫扰动强度环境持久度Grime的C-S-R生境和生活史对策三角分类法植物能够生存环境生产力低（胁迫严重）、干扰水平高（持久性差）的条件下，植物不能生存，只需考虑能允许植物生存的上三角.第四节繁殖策略扰动强度环境持久度生产力环境胁迫有较丰富资源的临时性生境将选择能够快速拓殖的物种(R-对策者，干扰对策，杂草对策)

资源既丰富又稳定的生境最适宜于那些能充分利用资源的物种（C-对策者，竞争对策）资源匮乏的生境将会选择那些最能忍耐资源亏缺的物种（S-对策者，胁迫忍耐对策）胁迫忍耐对策竞争对策杂草对策植物不能生存植物能够生存C(competition);S(stress);R(ruderal)

第四节繁殖策略扰动强度环境持久度生产力环境胁迫从资源分配的角度上看，三种生活史对策的资源分配模式分别为：胁迫