植物种群及其基本特征

植物种群及其基本特征第1页，共50页，2023年，2月20日，星期五种群概念种群动态种群空间格局种群调节主要内容第2页，共50页，2023年，2月20日，星期五第一节种群的概念1、种群population:

指在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合。

种群是物种在自然界存在的基本单位，又是群落的组成部分，同时也是生态系统研究的基础。2、种群生态学：研究种群内各成员间以及它们与周围环境中生物和非生物因子间相互关系及作用规律的科学。

种群动态(populationdynamics）：研究种群大小或数量在时间、空间的变动规律。第3页，共50页，2023年，2月20日，星期五3、自然种群具有三个特征空间特征：种群具有一定的分布区域和分存形式；数量特征：每单位面积（或空间）上的个体数量（即密度）将随时间而发生变动；遗传特征：种群具有一定的基因组成，即系一个基因库，以区别于其它物种，但基因组成同样是处于变动之中的。第4页，共50页，2023年，2月20日，星期五一、种群密度与分布（1）大小与密度

大小size：种群全部个体数目的多少。

密度density：单位空间的种群大小。（相对密度、绝对密度）统计方法：总数量调查法、样方法（2）单体生物与构件生物

Unitaryorganism：由一个受精卵发育而成，个体清楚,如多数动物和一些低等植物即是。

Modularorganism:

由一个合子发育成一套构件组成，并且构件数很不相同，且随环境条件而变化。如：大多数植物第二节植物种群的动态第5页，共50页，2023年，2月20日，星期五6

草

原样方法第6页，共50页，2023年，2月20日，星期五二、种群统计学PopulationdensityNatalityMortalityImmigrationEmigrationA出生率natality：泛指任何生物产生新个体的能力最大出生率（Maximumnatality）：指种群处于理想条件下的∽。

实际出生率（Realizednatality）：指在有限制因子的特定条件下，种群的∽。1、初级种群参数第7页，共50页，2023年，2月20日，星期五B死亡率（Mortality）

生理死亡率（Realizedmortality）：生物活到了生理寿命才死亡。

生态死亡率（Ecologicalmortality）：种群在特定环境条件下，各个个体的平均实际寿命。

C迁入是个体由别的种群进入领地，迁出是种群内个体离开种群的领地。第8页，共50页，2023年，2月20日，星期五2、次级种群参数A年龄结构

种群内各个体的年龄分布状况，即各个年龄级个体数在整个种群中所占的百分比。

（1）年龄结构类型：增长型(a)、稳定型(b)、衰退型（下降型c）（2）年龄结构划分：

按繁殖年龄：繁殖前期、繁殖期、繁殖后期按个体发育：休眼期、营养生长期、生殖生长期、老龄期第9页，共50页，2023年，2月20日，星期五10

不同国家的年龄结构第10页，共50页，2023年，2月20日，星期五

B性比(sexratio)

S=（M/F）100%

C种群增长率(r)和内禀增长率(rm)

内禀增长率（innaterateofincrease)：当环境无限制(空间、食物和其他有机体在理想条件下)，稳定年龄结构的种群所能达到的最大增长率.

世代的净增殖率世代长度成活率出生率第11页，共50页，2023年，2月20日，星期五3、生命表（lifetable)

种群统计的核心是建立反映种群全生活史的各年龄组或生活态级出生率、死亡率，甚至包括迁移率在内的信息综合表。（1）一般的人口生命表格式或构成，表头依序是：x：龄级（按年龄的分段）nx:在x龄级开始时的存活个体数lx:

在x龄级开始时的存活率

lx=nx/n0dx:从x到x+1期的死亡个体数dx=nx-nx+1

qx:从x到x+1期的死亡率qx=dx/nx

ex:x期开始时的平均期望寿命或平均余年ex=Tx/nxLx:从x到x+1龄期的平均存活个体数Lx=（nx+nx+1）/2

Tx:龄期x及其以上各年龄级的个体存活总年数第12页，共50页，2023年，2月20日，星期五第13页，共50页，2023年，2月20日，星期五（2）生命表的类型A图解生命表Begon和Mortimer在1976年专为高等植物设计的一种图解生命表时间：t时间：t+1成熟植株Nt成熟植株Nt+1种子（Nt×F）种子（Nt×F×g）Fgep生殖Nt+1=（Nt×F×g×e）+(Nt×p)F：平均每株产种子数g：种子平均发芽率e：幼苗长成个体的平均成活率P：存活率第14页，共50页，2023年，2月20日，星期五B同生群生命表（cohortlifetable）统计的对象是同期出生的同龄个体群。属于动态生命表。C特定时间生命表（timespecificlifetable）在同一时间内，用收集到的植物样地内一个种群所有个体的年龄数据编制而成的生命表。属于静态生命表。D综合生命表

包含出生率mx(生产力表)第15页，共50页，2023年，2月20日，星期五种群增长率(r)和内禀增长率(rm)

内禀增长率（innaterateofincrease)：当环境无限制(空间、食物和其他有机体在理想条件下)，稳定年龄结构的种群所能达到的最大增长率.

世代的净增殖率世代长度成活率出生率第16页，共50页，2023年，2月20日，星期五生命表分析：1、种群的成活曲线2、种群的内禀增长率3、关键（主导）因子分析4、种群趋势指标（I）相关文章第17页，共50页，2023年，2月20日，星期五1艾氏剂对连续三个世代多刺裸腹溞生命表统计学参数的影响全文快照

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2)模型：Nt=N0R0t

3)R0是种群离散增长模型中的重要参数，R0>1，种群上升；R0

=1，种群稳定；0<R0<1，种群下降；R0

=0，雌体没有繁殖，种群在下一代灭亡。第22页，共50页，2023年，2月20日，星期五1）假设：种群增长是无限的；世代重叠、连续；

无迁入迁出；无年龄结构。2)模型：种群的瞬时出生率为b,死亡率为d,种群的瞬时增长率r=b-dr>0，种群上升；r=0，种群稳定；r<0，种群下降（2）世代重叠连续型t第23页，共50页，2023年，2月20日，星期五2、与密度有关的种群增长模型-logistic方程假设：环境容量K；增长率虽密度上升而降低的变化是按比例的（即每增加1个个体，增长率下降1/K），无时滞；无迁入迁出；无年龄结构。模型（LogisticequationorVerhulstPearlequation）种群增长早期，N→0，N/K也很小，种群增长呈指数增长；N=K时，种群的增长为0，种群达到了一个稳定的平衡状态。第24页，共50页，2023年，2月20日，星期五K/2第25页，共50页，2023年，2月20日，星期五3）逻辑斯谛方程的重要意义：a是许多两个相互作用种群增长模型的基础b是渔业、牧业、林业等领域确定最大持续产量(maximumsustainedyield)的主要模型c模型中两个参数r和K，已成为生物进化对策理论中的重要概念。第26页，共50页，2023年，2月20日，星期五四、自然种群的数量变动1种群增长

2季节消长

3不规则波动4周期性波动

5种群的爆发

6种群平衡7种群的衰落和灭亡8生态入侵第27页，共50页，2023年，2月20日，星期五J增长与S增长第28页，共50页，2023年，2月20日，星期五

季节消长第29页，共50页，2023年，2月20日，星期五不规则波动由环境因子特别是气候的随机变化引起小型、短寿命物种的变化大第30页，共50页，2023年，2月20日，星期五周期性波动旅鼠、北极狐；美洲兔，加拿大猞猁；森林脑炎的监测第31页，共50页，2023年，2月20日，星期五种群的爆发具不规则或周期性波动的生物都可能出现种群的爆发蝗灾、赤潮第32页，共50页，2023年，2月20日，星期五种群平衡种群较长期地维持在几乎同一水平上通过种群的内部调节机制完成大型动物（一年产一子的），社会性的昆虫（蚂蚁、蜜蜂，等）第33页，共50页，2023年，2月20日，星期五种群的衰落和灭亡当种群长久处于不利条件下数量出现持久性下降的现象个体大、出生率低、生长慢、成熟晚的生物易出现种群衰落和灭亡加快的原因：过度捕杀、生境破坏最小可存活种群第34页，共50页，2023年，2月20日，星期五生态入侵由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区，其种群不断扩大，分布区逐步稳定地扩展的过程紫茎泽兰(Eupatoriumadenophorum)原产墨西哥，解放前由缅甸、越南进入我国云南，现已蔓延至25°33’N地区，并向东扩展到广西、贵州境内。它常连接成片，发展成单种优势群落，侵入农田，危害牲畜，影响林木生长，成为当地“害草”。欧洲穴兔入侵澳大利亚加拿大一枝黄花、飞机草、水葫芦、中华蟹、巴西龟等第35页，共50页，2023年，2月20日，星期五第36页，共50页，2023年，2月20日，星期五记者从中科院西双版纳热带植物园获悉，在国家自然科学基金重点项目的资助下，该园与美国蒙塔那大学、墨西哥国立自治大学和特立尼达西印度群岛大学合作，探讨了多种入侵机制对飞机草入侵我国的作用。该成果对认识外来植物入侵机理有重要意义，于日前发表在《新植物学家》上。

据介绍，有关外来植物入侵机制的理论或假说有很多，但没有一种理论或假说能够解释所有外来植物成功入侵的原因。此外，很少有研究者同时研究多种理论或假说对同一外来植物成功入侵的贡献。

在该园教授冯玉龙的指导下，硕士研究生秦瑞敏和博士研究生郑玉龙分别在中国、墨西哥展开了研究。在飞机草的原产地墨西哥和入侵地中国的两个同质种植园中，通过让来自入侵地和原产地的飞机草分别与来自两地的本地植物竞争，科研人员发现：飞机草入侵种群可能通过进化提高了竞争能力，降低了天敌防御能力，该结果支持了增强竞争能力的进化假说；来自飞机草原产地墨西哥的本地植物竞争能力强于来自飞机草入侵地中国的本地植物，支持了生物阻抗假说；与来自墨西哥的本地植物相比，中国的本地植物种子萌发对飞机草化感作用更敏感，进而支持新化学武器假说。

该研究显示，增强竞争能力的进化、先天的竞争优势、本地植物的生物阻抗和新化学武器可能共同推动了飞机草的成功入侵。此外，该研究意味着，同时在多个环境条件下，研究多个互不排斥的入侵机制或假说至关重要。第37页，共50页，2023年，2月20日，星期五第三节种群的空间分布格局（Spatialdistributionpattern）组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局，称为～。一、分布格局的三种类型A随机的（random）B均匀的（uniform）随机分布(Randomdispersion)指每一个体在种群领域中各个点上出现的机会是相等，且每一个体的存在不影响其他个体分布。这种分布在自然界中不常见。种群内的各个个体之间保持一定的均匀的距离。在自然情况下，均匀分布最为罕见。C成群的（clumped）种群内个体分布不均匀，形成许多密集的团块状。在自然情况下，大多数植物种群常呈成群分布。第38页，共50页，2023年，2月20日，星期五随机分布个体在种群中出现的机会是相等的，个体间互相不影响。随机分布比较少见当一批植物(种子繁殖)首次入侵裸地上，常形成随机分布，但要求裸地的环境较为均一第39页，共50页，2023年，2月20日，星期五均匀分布个体呈等距离的分布格局。原因：竞争森林中植物为竞争阳光(树冠)和土壤中营养物(根际)沙漠中植物为竞争水分地形或土壤物理形状的均匀分布使植物呈均匀分布第40页，共50页，2023年，2月20日，星期五成群分布成群分布：个体呈块状