种群生活史演示文稿

种群生活史演示文稿当前第1页\共有62页\编于星期四\9点（优选）第二节种群生活史当前第2页\共有62页\编于星期四\9点

生活史概述生活史的概念生活史（lifehistory）：生物从其出生到死亡所经历的全部过程。生活史的关键组分——身体大小、生长率、繁殖、寿命生态对策（bionomicstrategy）：生物在生存斗争中获得的生存对策。也称为生活史对策（lifehistorystrategy）当前第3页\共有62页\编于星期四\9点

物种个体体型大小与其寿命有很强的正相关关系，并与内禀增长率有同样强的负相关关系。当前第4页\共有62页\编于星期四\9点个体大小与世代周期的关系

当前第5页\共有62页\编于星期四\9点繁殖成效个体现时的繁殖输出与未来繁殖输出的总和称为繁殖成效，它是物种固有的遗传特性，但在环境变化中也具有一定的生态可变性。繁殖价值亲本投资繁殖成本当前第6页\共有62页\编于星期四\9点繁殖策略r-选择:有利于增大内禀增长率的选择。K-选择：有利于竞争能力增加的选择称为K-选择。

特点：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。

特点：慢速发育，大型成体，数量少但体型大的后代，低繁殖能量分配和长的世代周期。

当前第7页\共有62页\编于星期四\9点项目（特征）r-选择（对策）者K-选择（对策）者0.种群增长曲线

1.寿命2.出生率

3.体型4.存活率

5.密度6.对子代投资7.能量分配

8.迁移能力9.发育速度10适应环境平衡点不稳定，种群数量剧烈波动

短，常小于1年高，rm高，提早生育，平均世代长度短小，种间竞争能力弱低，C型存活曲线，死亡多因环境引起不稳定，常低于K少，缺乏抚育和保护机制较多地用于繁殖器官，以量取胜强，适于扩散快多变，不确定的环境，自然反应时间短有一个稳定的平衡点，并接近K，受扰动可恢复，扰动过大，趋于消亡。长，常大于1年低，rm低，延迟生育，平均世代长度长大，种间竞争能力强高，A，B型存活曲线，死亡多因密度引起稳定，常在K附近大，具完善的抚育和保护机制较多地用于提高适应、竞争能力，以质取胜弱，不易占领新的生境慢稳定的、较确定的环境，自然反应时间长当前第8页\共有62页\编于星期四\9点r-选择对策者和K-选择对策者之间还包括很多r-K连续体。大多数物种则是以一个、几个或大部分特征居于这两个类型之间。因此，将这两个类型看作是连续变化的两个极端更为恰当。同一物种分布在不同生态梯度上也可以形成一种r-k连续体特征。例如：云杉在低海拔属于偏r-选择，中海拔为k-选择，中高海拔为偏k-选择，高海拔为r-选择。当前第9页\共有62页\编于星期四\9点繁殖策略的应用在有害动物的防治方面，由于大部分有害属于r-选择，因此，仅靠一两次灭杀只能暂时控制其数量，一旦灭杀停止，由于其高增长，能迅速增殖，种群数量将很快恢复到原有水平；在濒危野生动物的保护方面，由于大部分珍惜动物属于K-选择，繁殖能力低，一旦种群数量下降到一定的下限——灭绝点，则难以自然的恢复增长，因此应当不断的给予保护。当前第10页\共有62页\编于星期四\9点(三)种内与种间的关系种内关系密度效应动植物的性行为他感作用种间竞争高斯假说Lotka-Volterra模型生态位理论捕食作用寄生与共生当前第11页\共有62页\编于星期四\9点1、种内关系

动物和植物的种内关系有所不同，动物的种内关系主要表现为领域性、集群、分散、婚配制度、等级制、利他行为、通讯等。植物的种内关系主要表现为密度效应、集群等。种内关系：种群内部个体与个体之间的关系种间关系：同一生境中不同种群之间的关系当前第12页\共有62页\编于星期四\9点密度效应密度与产量：随着密度的增加，动物产量表现为抛物线形变化，有一个最高产量密度。植物与动物有明显的不同，这里介绍三个规律（经验公式）：种内关系当前第13页\共有62页\编于星期四\9点最后产量恒值法则

在一定范围内，当条件相同时，不管一个种群的密度如何，最后产量差不多总是一样的。

Donald研究不同密度三叶草的产量（植株干重），在发育过程中（62，131天），产量与密度正相关，发育末期（181天）产量与密度无关。

Y=wd=Ki

Y为总产量，Ki常数；w为平均每株重量；d密度最后产量恒值法则（lawofconstantfinalyield）：当前第14页\共有62页\编于星期四\9点

植物单株平均重量（w）的倒数与密度（d）呈线性关系。

1/w=Ad+BA,B为系数，这一方程适合许多农作物。倒数产量法则（reciprocalyieldlaw）当前第15页\共有62页\编于星期四\9点（-3/2powerlaw）-3/2幂定律

高密度导致种群“自疏”时，存活个体的平均株干重（w）与密度（d）的关系表达为：

w=Cd–α,

一般地，-α等于-3/2；C=3.5—4.3。当前第16页\共有62页\编于星期四\9点

动物的死亡率有的与密度有关（K选择者多见），有的与密度无关（如气候引起的死亡，r对策者多见）。而植物的死亡率一般都与密度有关。同种植物的密度引起的死亡称为自疏（self-thining），由其它伴生植物密度引起的死亡称为他疏(alien-thinning)（种间关系）。密度与死亡率：当前第17页\共有62页\编于星期四\9点

单一的麦仙翁种群，播种密度与收获时的密度呈线性关系，死亡率恒为77%（自疏）。当混播他种作物（如小麦、甜菜）后，死亡率有不同程度的增加（他疏）。实例当前第18页\共有62页\编于星期四\9点动植物的性行为植物的性别系统动物的婚配制度领域性社会等级当前第19页\共有62页\编于星期四\9点婚配制度

动物在繁殖期，某一性别个体占有异性配偶的数目。可以分为四种类型：

1.多雌多雄制（混交制）：如鱼类。性比多不稳定，对后代照顾少。

2.一雌一雄制（单配偶制）：如晚成鸟。性比稳定，亲体照顾较多。

3.一雄多雌制：如鸡、马、盘羊等。性比不稳定，较强壮的雄性拥有交配权，其基因易被保留，繁殖力强。

4.一雌多雄制：如螳螂、大鸨、鮟鱇等，少见。性比不稳定。当前第20页\共有62页\编于星期四\9点领域领域是指个体、家庭或其他社群单位所占据的，并积极保卫不让同种其他成员侵入的空间。领域的大小往往与领域占有者的体重、食物品质和生活史有关。当前第21页\共有62页\编于星期四\9点

社会等级指动物种群中各个动物的地位具有一定顺序的现象。社会等级的优越性：（1）种群稳定、少争斗；生长快，生产率高。（2）优势个体在食物、栖所、配偶选择中均有优先权，有利于种族的保存和延续。社会等级（socialhierarchy）当前第22页\共有62页\编于星期四\9点

灵长类的社会组织与食性生态学有关。一般地，在条件较差的环境中，灵长类的敌害少、资源贫乏，只具一头雄性的小群体（独霸式）。食物条件丰富时，敌害多，多呈大群，雄性间有协作的社会行为，以保护雌性和幼体（循环式等级为主）。

灵长类的社会组织当前第23页\共有62页\编于星期四\9点昆虫的社会组织

昆虫的社会组织高度发达，重要特点是分工与合作。分工表现在行为、生理和形态上，使社会中的成员在职责、行为和形态上分为各异的“等级”。如蚂蚁，有专司繁殖的蚁后（膨大的生殖腺、特异的性行为），专司保卫的兵蚁（性腺退化的雌蚁，个体较工蚁大，具强大的口器），专司采食、养育后代、修筑巢穴的工蚁（雄）。蜂皇（雌）、工蜂（雌）、雄峰（雄）。当前第24页\共有62页\编于星期四\9点昆虫的社会组织

伴随昆虫社会分工的发展，社会内个体间的联系和合作必然同时发展。分化的种群只有通过整合作用（integration），才能形成社会整体。这种整合包括行为上（相互识别、交换信息）、生理上和遗传上的。高度社会化的昆虫的分工合作，使种群在生存竞争中获得高度的适应，同时每个个体失去了其独立性。当前第25页\共有62页\编于星期四\9点

通讯是指某一个体发送信号，另一个体（种内其它个体）接受信号，并引起后者反应的过程。通讯可以通过视觉（行为）、化学（气味和外激素）和听觉（鸣叫、超声）等多种途径来完成。信息传递（通讯）的目的很多，如：个体的识别（识别同种、同社群、同家族个体等）；亲代和幼仔之间的通讯；两性之间的求偶；威吓、顺从、妥协；相互警报；标记领域。

通讯当前第26页\共有62页\编于星期四\9点

他感作用指某些植物能分泌一些有化学物质，对别种生物发生影响的现象。又称异种抑制作用。植物的分泌物在种间竞争中具有重要作用，他感作用是保证种群生存和繁衍的重要手段之一。他感作用（Allelopathy）偏害作用（Amensalism）当前第27页\共有62页\编于星期四\9点

植物排出分泌物的方式或途径：（1）挥发；（2）淋溶；（3）根的直接分泌。影响分泌物作用效果的因素：（1）生物体的生理状况；（2）气候条件：温度、风（挥发）、降水量（淋溶）、气压、光照等。他感作用的物质：乙烯、香精油、酚及其衍生物、不饱和内脂、生物碱和配糖体等。他感作用当前第28页\共有62页\编于星期四\9点他感作用的生态作用他感作用的歇地现象——早稻（对-羟基肉桂酸）他感作用和植物群落中的种类组成他感作用与植物群落的演替当前第29页\共有62页\编于星期四\9点当前第30页\共有62页\编于星期四\9点

1.概念：具有相似要求的物种（种群）（两种或多种）为了争夺空间和资源，相互抑制，给对方带来不利影响，被称为竞争。种间竞争的结果有两个：（1）一个种群被另一个种群完全排挤掉；（2）一个种群迫使另一种群：占有不同的空间（空间分隔）；食性特化；其他生态习性分化，如时间分隔等。种间竞争当前第31页\共有62页\编于星期四\9点竞争实例（1）一个种群被另一个种群完全排挤掉；冰草是美国的土著种，引入欧洲的雀麦后，由于雀麦的根系在冬季生长速度较快，根系比较发达，到7-9月旱季来临时，土壤上层变干，冰草先受其害，死亡率较高，致使雀麦逐年增加，最终排挤了冰草。高斯（Gause）用一种杆菌培养双小核草履虫和大草履虫。单种培养时，都呈“S”型增长。等量混合培养时，因竞争食物资源，增长快的双小核草履虫排挤了大草履虫，二种培养期间未分泌有害物质。当前第32页\共有62页\编于星期四\9点生态分离（2）空间隔离和食性分化在一个试管中培养双小核草履虫和袋状草履虫，结果双小核草履虫生活于试管的中上部，主要以细菌为食。袋状草履虫生活于试管底部，主要以酵母菌为食。（3）生态习性的分离（如时间分隔）均以啮齿动物为主要食物的猛禽类，分为昼行性（隼形目）和夜行性（鸮形目）两大类。当前第33页\共有62页\编于星期四\9点

生态习性相近（食物、利用资源的方式等相同）的两个不同种群不能在同一地区长期共存。即生态位相同的两个种群不能永久共存。这一假说被称为高斯假说，又称为竞争排斥原理。高斯假说（Gausehypothesis）当前第34页\共有62页\编于星期四\9点（1）模型：

1925年和1926年洛特卡（Lotka）和沃尔泰勒(Volterra)分别提出了种间竞争模型。他们以逻辑斯谛增长模型为基础，引入了新的参数----竞争系数（α，β）。种间竞争模型当前第35页\共有62页\编于星期四\9点竞争模型

α为种群1的竞争系数，表示在种群1的环境中，每增加一个种群2个体对种群1所产生的密度效应。在种群1的环境容纳量（K1）中，除有N1占据外，还有αN2的空间或资源被种群2所占用了。显然，α越小，种群1的竞争力越强；α越大，种群2的种间竞争力越强。当前第36页\共有62页\编于星期四\9点数学模型:Lotka-Volterra种群1的增长模型为：种群2的增长模型为：当前第37页\共有62页\编于星期四\9点1/K1和1/K2分别为种群1和2的种内竞争强度，K1越大，种群1的种内竞争强度越小，反之亦然。而α/K1是种群2对种群1的种间竞争强度的指标；β/K2称为种群1对种群2的种间竞争强度的指标。α越大，种群1对资源或空间的需要量越大，种间竞争能力越弱，K1越小，种群1的可利用资源越小，种间竞争力越弱，那么α/K1越大，种群1的种间竞争力越弱。原因分析当前第38页\共有62页\编于星期四\9点竞争结果A.种群1取胜，种群2被排挤掉。

K1>K2/β,即1/K1<β/K2,

种群1的种内竞争强度小于种间竞争强度。

K2<K1/α，即1/K2>α/K1,

种群2的种内竞争强度大于种间竞争强度。B.种群2取胜，种群1被排挤掉。

K1<K2/β,K2>K1/α，与A情况相反。当前第39页\共有62页\编于星期四\9点C.两种群稳定地共存。

K1<K2/β,即1/K1>β/K2,K2<K1/α，即1/K2>α/K1,

两种群的种内竞争强度都大于种间竞争。D.两种群不稳定地共存。

K1>K2/β,K2>K1/α，与C情况相反，二者种间竞争剧烈，表现为不稳定。竞争结果当前第40页\共有62页\编于星期四\9点生态位

生态位主要指在自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。生态位的概念与生境和分布区的概念是不同的。分布区是指物种分布的地理位置，生境是指生物生存的周围环境，生态位则说明在一个生物群落中某个种群的功能地位。当前第41页\共有62页\编于星期四\9点基础生态位：

物种能够栖息的理论上的最大空间。

实际生态位：

物种能够占据的生态位空间。（由竞争和捕食胁迫造成，互利共生可扩大实际生态位）。

当前第42页\共有62页\编于星期四\9点三种共存物种的资源利用曲线d为曲线峰值间的距离,w为曲线的标准差当前第43页\共有62页\编于星期四\9点捕食作用（Predation）1.定义：捕食就是一种生物取食另一种生物，前者称为捕食者（Predator），后者称为猎物或被食者（Prey）。狭义的捕食指肉食动物捕食其它动物，广义的捕食还包括食草动物的食草作用，拟寄生（寄生蜂将卵产于其它动物卵中，在幼虫体内生长），同类相食。当前第44页\共有62页\编于星期四\9点

(1)猎物是捕食者的食物资源；（2）捕食者对猎物种群有调节作用。

捕食者与猎物的关系当前第45页\共有62页\编于星期四\9点实例

美国亚利桑那州的黑尾鹿，捕食者为美洲狮和狼。1905年以前黑尾鹿种群为4000头，1907－1918年捕打捕食者，鹿种群上升到4万头，1925年达到10万头，草场极度退化，1929年又降到4万头，以后降到1万头。

19世纪末，挪威为保护雷鸟，捕猎猛禽和兽类，高密度的雷鸟却引起了球虫病和其它疾病的广泛传播，20世纪初，雷鸟一次又一次大量死亡。当前第46页\共有62页\编于星期四\9点捕食者和猎物的种群动态：目前的研究发现，不同的捕食者－猎物的种群动态表现不同，因种（地、环境）而异。（1）致命性。如澳洲瓢虫对吹绵介壳虫的防治作用（致命性的）。网捕凶猛鱼类，可使大麻哈鱼数量增加；当前第47页\共有62页\编于星期四\9点（2）无关。捕打榛鸡天敌后，仅雏鸡的存活率提高，对秋季种群密度没有明显影响（不显著相关）。（3）决定性。千里光（植物的花）的数量直接决定捕食者（红棒球蝶灯蛾的幼体）的数量。另外，捕食者的猎物可以有多种，一种猎物也有多种捕食者，捕食者的食物组成可以随猎物种群数量、环境等的变化而变化。因此捕食者－猎物的种群动态表现不确定。当前第48页\共有62页\编于星期四\9点

食草作用食草作用不同于狭义的捕食作用，食草动物对于许多植物（如高等植物）并不杀死，只取食其中的构件（如部分树叶等）。接近于寄生，但不是弱者对强者的依附。当前第49页\共有62页\编于星期四\9点

食草动物对植物种群的作用也是复杂的。如在乌克兰草原上，500公顷的原始针茅草草原，禁止放牧后，针茅草繁茂，但因残体分解慢，嫩枝发芽受阻，针茅草大量死亡，导致杂草繁盛，使草原杂草丛生而废弃。禾本科为主的草原，有蹄类采食、践踏和粪尿的滋养等放牧活动，能调节种间关系，使牧场植被保持一定的稳定性。但过度放牧也会破坏草原。当前第50页\共有62页\编于星期四\9点概念：寄生是指一种生物（寄生者）摄取另一种生物（宿主）的体液、组织或已消化物质、而维持生活的现象。寄生者与捕食者不同，它多次摄取宿主营养，一般不“立即”或直接杀死宿主。这是“弱者”依附“强者”的情况。寄生（Parasitism）当前第51页\共有62页\编于星期四\9点寄生者和宿主的相互适应：寄生者：因其生活环境稳定、少变、营养条件优越，所以，神经、感官退化，生殖器官发达，繁殖力高，有雌雄同体现象。宿主：因寄生者的寄生而产生免疫反应（免疫反应的作用包括：宿主脱离感染，抵抗寄生者的入侵）。当前第52页\共有62页\编于星期四\9点

宿主密度上升——寄生者广泛扩散、传播——宿主大量死亡，少数获得免疫能力——感染率下降——宿主再增长…………（开始下一循环）。值得注意的是，自然界生境变化的大型工程项目、洪涝灾害等，常会引发疾病的流行。因为变化后的生境，一旦适于某种寄生者（或病菌、病毒）生活、传播，宿主无抵抗力常会爆发。寄生者与宿主种群数量动态的相互作用当前第53页\共有62页\编于星期四\9点

共生这个术语广义地可以理解为共同生活，包括互利共生（共生）、偏利共生（共栖）、甚至寄生等。这与传统解说相矛盾，所以我们应尽量避免使用共生，或将共生只理解为互利共生。共生（Symbiosis）当前第54页\共有62页\编于星期四\9点

偏利共生(共栖)指对一方有利，对另一方无利也无明显害处的共同生活现象。藤本植物附生于乔木的枝上，易获得阳光；藤壶附生于鲸鱼或螃蟹背上；鮣鱼以头顶吸盘固着在鲨鱼腹部等。偏利共生（commensalism）当前第55页\共有62页\编于星期四\9点

指对双方都有利的共同生活现象。包括：（1）兼性互利共生（原始合作）：双方都从对方获得好处，离开对方也都可生活。如裂唇鱼（清洁工）专吃一些鱼类（如笛鲷）口腔和鳃部的寄生物。（2）专性互利共生：双方都从对方获得好处，离开对方一方或双方不可生活，分为单方专性和双方专性互利共生两种类型。互利共生（mutualism）当前第56页\共有62页\编于星期四\9点

前者如人与家畜（不能独立），丝暇虎鱼利用鼓虾的巢穴作隐蔽场所，鼓虾（不能独立）是盲的，离开洞穴时，以细长的触角保持与鱼的接触，代替眼睛起警报作用。后者如花和蜜蜂，反刍动物与瘤胃内的细菌和原生动物，高等植物与真菌（菌根），白蚁和肠道内的鞭毛虫等。实例当前第57页\共有62页\编于星期