种群生态学-生活史对策(生态对策)课件

普通生态学GeneralEcology8/8/20231普通生态学GeneralEcology8/1/20231种群生态学第一节种群的概念第二节种群动态第三节种群调节及集合种群第四节生活史对策(生态对策)第五节种内与种间关系8/8/20232种群生态学第一繁殖对策1.r-选择与K-选择r-选择：有利于增大内禀增长率的选择r对策种群K-选择：有利于增加竞争能力的选择。k对策种群第四节生活史对策(生态对策)8/8/20233繁殖对策第四节生活史对策(生态对策)8/1/20233二、种间关系有竞争、捕食、寄生和互利共生（一）种间竞争1、高斯假说2、Lotka-Volterra种间竞争模型竞争方程建立在逻辑斯谛方程的基础上.dN1/dt=r1N1(k1-N1-α12N2)/k1dN2/dt=r2N2(k2-N2-α21N1)/k2k1、k2:两竞争物种的环境负荷α12:物种2的竞争系数,2对1的竞争抑制作用;α21:物种1的竞争系数,1对2的竞争抑制作用.8/8/20234二、种间关系有竞争、捕食、寄生和互利共生8/1/202342、Lotka-Volterra种间竞争模型dN1/dt=r1N1(k1-N1-α12N2)/k1dN2/dt=r2N2(k2-N2-α21N1)/k2

dN1/dt=0N1＝K1-α12N2

N1=0,N2=K1/α12N1=K1,N2=0dN2/dt=0N2＝K2–α21N1

N2=0,N1=K2/α21

N2=K2,N1=08/8/202352、Lotka-Volterra种间竞争模型dN1/dt2、Lotka-Volterra种间竞争模型N1N2K1/α12K1dN1/dt=0N1＝K1-α12N2

N1=0,N2=K1/α12N1=K1,N2=0dN1/dt>0dN1/dt<0dN1/dt=08/8/202362、Lotka-Volterra种间竞争模型N1N2K1/2、Lotka-Volterra种间竞争模型dN2/dt<0dN2/dt=0dN2/dt>0N2N1K2/α21K2dN2/dt=0N2＝K2–α21N1

N2=0,N1=K2/α21

N2=K2,N1=08/8/202372、Lotka-Volterra种间竞争模型dN2/dt<N1取胜,N2灭亡K1>K2/α21,K2<

K1/α12N1取胜,N2被排挤掉K1/α12K1K2/α21K2N1N2·8/8/20238N1取胜,N2灭亡K1>K2/α21,K2<K1/N1灭亡,N2取胜K1<K2/α21,K2>

K1/α12N2取胜,N1被排挤掉K1/α12K1K2/α21K2N1N2·8/8/20239N1灭亡,N2取胜K1<K2/α21,K2>K1/不稳定共存K1>K2/α21,K2>K1/α12N2和N1出现不稳定的平衡点K1/α12K1K2/α21K2N1N2·8/8/202310不稳定共存K1>K2/α21,K2>K1/α12K1稳定的共存K1<K2/α21,K2<K1/α12N2和N1被出现稳定的平衡点K1/α12K1K2/α21K2N1N2·8/8/202311稳定的共存K1<K2/α21,K2<K1/α12K1生态位(niche)是物种在生物群落或生态系统中的地位和作用。空间生态位(spatialniche)。营养生态位（trophicniche).多维生态位空间基础生态位(fundamentalniche)和实际生态位(realizedniche)：温度3、生态位理论8/8/202312生态位(niche)是物种在生物群落或生态系统中的地位和作用生态位分化种内竞争促使两物种生态位接近。生态位分离:种间竞争结果使两物种的生态位发生分化，从而使生态位分开。8/8/202313生态位分化种内竞争促使两物种生态位接近。8/1/202313（二）捕食作用（三）寄生和共生协同进化寄生偏利共生互利共生8/8/202314（二）捕食作用（三）寄生和共生协同进化8/1/202314种群生态学种群的概念种群动态种群调节生活史对策种内和种间关系种群的空间结构：不同的检验方法种群的年龄结构生命表的编制：计算方法、存活曲线种群增长模型：逻辑斯谛增长方程种群调节的一些基本概念：局域种群、集合种群、斑块等高斯假说Lotka-Volterra模型生态位理论生态对策r-对策和K对策小结8/8/202315种群生态学种群的概念种群动态种群调节生活史对策种内和种间关系群落生态学保存完整的群落很有用重新恢复荒芜地区的种群确定大多数重要物种的保存方法遭到干扰后，预测出群落怎样能得到恢复预测对于干扰群落的恢复能力确定目前需要保护物种的数量和能够在哪儿保存但在开始前….让我们讨论一下种群增长试验和群落的生态学意义8/8/202316群落生态学保存完整的群落很有用但在开始前….8/1/2023第四章群落生态学生物群落的组成与结构生物群落的动态生物群落的分类与排序地球上主要群落类型及其分布8/8/202317第四章群落生态学生物群落的组成与结构8/1/20231第一节生物群落的组成与结构§1生物群落的基本概念§2群落种类组成§3群落的外貌和结构§4影响群落结构的因素8/8/202318第一节生物群落的组成与结构§1生物群落的基本概念8/§1生物群落的基本概念一、生物群落的定义群落（community）:在相同时间聚集在同一地段上的各物种种群的集合。包括栖息在同一地域中的动物、植物和微生物。不是杂乱无章地堆积在一起，而是在一定的生境下相互作用地有规律地生长在一起，并与环境发生一定的相互作用，共同组成一个统一体。8/8/202319§1生物群落的基本概念一、生物群落的定义8/1/2023二、群落的基本特征1、具有一定的种类组成和外貌：物种数和个体数。2、不同物种之间的相互影响：必须共同适应它们所处的无机环境；它们内部的相互关系必须取得协调和发展(种群构成群落的二个条件)。3、形成群落环境：定居生物对生活环境的改造结果。8/8/202320二、群落的基本特征1、具有一定的种类组成和外貌：物种数和个体4、具有一定的结构：形态结构、生态结构、营养结构。5、一定的动态特征:季节动态、年际动态、演替与演化。6、一定的分布范围：特定的地段或特定的生境。7、群落的边界特征：或明确或不明确的边界。8、不同物种在群落中作用不同二、群落的基本特征8/8/2023214、具有一定的结构：形态结构、生态结构、营养结构。二、群落的三、群落的性质机体论学派(organismicschool)群落是客观存在的实体，是一个有组织的生物系统，像有机体与种群那样，被称为机体论学派。

个体论学派(individualisticschool)群落是生态学家为了便于研究，从一个连续变化着的植被连续体中人为确定的一组物种的组合，被称为个体论学派。密度密度环境梯度环境梯度ABCDABCD8/8/202322三、群落的性质机体论学派(organismicschool常规的群落类型封闭型清晰的边界分明的群落交错区明显的集合物种相间开放型边界模糊,渐进物种间少或没有集合丰度地理范围大量的单一物种丰度地理范围8/8/202323常规的群落类型封闭型丰度地理范围大量的单一物种丰度地理范围8§2群落的种类组成一、种类组成性质分析最小表现面积：指基本上能够表现出某群落类型植物种类的最小面积称为最小表现面积。群落结构的复杂程度和群落最小面积的大小是一种正比关系。样方面积S0物种数8/8/202324§2群落的种类组成一、种类组成性质分析样方面积S0物种数一、种类组成性质分析法国生态工作者用标准化了的巢式样方研究世界各地不同草本植被类型的种类数目特征，所用的样方面积最初为1/64㎡，以后成倍加大。他们把每含样地总种84%的面积做为群落的最小面积。8/8/202325一、种类组成性质分析法国生态工作者用标准化了的巢式样方研究世一、种类组成性质分析优势种和建群种:

对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的物种称为优势种（dominantspecies）；优势层的优势种称建群种（constructivespecies）。亚优势种（subdominantspecies）:指个体数量与作用都次于优势种,但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的物种。8/8/202326一、种类组成性质分析优势种和建群种:对群落的结构和群落环境Leymuschinensisrangelandtype8/8/202327LeymuschinensisrangelandtypStipabaicalensisrangelandtype8/8/202328StipabaicalensisrangelandtyStipabaicalensis+Leymuschinensisrangelandtype8/8/202329Stipabaicalensis+Leymuschine一、种类组成性质分析伴生种（companionspecies）：为群落的常见物种，它与优势种相伴存在，但不起主要作用。偶见种或罕见种(rarespecies)：是那些在群落中出现频率很低的种类。8/8/202330一、种类组成性质分析伴生种（companionspecie一、种类组成性质分析羊草草地针茅建群的典型草地8/8/202331一、种类组成性质分析羊草草地针茅建群的典型草地8/1/202二、种类组成的数量特征多度：是目测估计指标，对物种个体数目多少的一种估测指标。8/8/202332二、种类组成的数量特征多度：是目测估计指标，对物种个体数目多二、种类组成的数量特征密度：单位面积或单位空间内的个体数。D=N/S相对密度：某一物种的个体数点全部物种个体数的百分比。密度比：某一物种的密度占群落中密度最高的物种密度的百分比。盖度：指植物地上部分的垂直投影面积占样地面积的百分比。分种盖度（分盖度）、总盖度（群落盖度）基盖度：植物基部的覆盖面积。相对盖度：某一物种的分盖度占所有分盖度之和的百分比。盖度比：某一物种的盖度占最大物种的盖度的百分比。8/8/202333二、种类组成的数量特征密度：单位面积或单位空间内的个体数。二、种类组成的数量特征频度：某个物种在调查范围内出现的频率。频度=某种出现的样方数/样方总数×100%Raukiaer定律：A>B>C≦D<E8/8/202334二、种类组成的数量特征频度：某个物种在调查范围内出现的频率。二、种类组成的数量特征高度：自然高度和绝对高度。重量和相对重量：单位面积或容积内某一物种的重量占全部物种重量的百分比。在草原群落中分鲜重与干重密度、盖度、高度、频度、生物量称为群落的四度一量。注意相对指标与指标比的差异8/8/202335二、种类组成的数量特征高度：自然高度和绝对高度。8/1/20二、种类组成的数量特征优势度与综合优势比优势度：表示一个种在群落中的地位和作用。定义和计算方法不统一。日本学者提出综合数量指标。包括两个因素，三因素，四因素和五因素，即在密度比，盖度比，频度比高度比和重量比这五项指标中任意取，求平均值。如SDR2=（密度比+盖度比）/2×100%8/8/202336二、种类组成的数量特征优势度与综合优势比8/1/202336二、种类组成的数量特征重要值：用来表示某个种在群落中的地位和作用的综合数量指标。重要值=相对密度+相对频度+相对盖度/38/8/202337二、种类组成的数量特征重要值：用来表示某个种在群落中的地位和三、种的多样性生物多样性：指生物中的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性，它包括植物、动物、微生物的所用种及其组成的群落和生态系统。三个层次：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。8/8/202338三、种的多样性生物多样性：指生物中的多样化和变异性以及物种生物种多样测度—丰富度指数Gleason指数Margalef指数D=（S-1）／lnAD=(S-1)／lnN单位面积群落中物种数目观察到的个体总数群落中总物种数目8/8/202339物种多样测度—丰富度指数Gleason指数D=（S-1）／l物种多样测度—多样性指数辛普生多样性指数(Simpson’sdiversityindex)香农－威纳指数(Shannon-Wienerindex)D=1-∑PiH′=-∑Pilog2Pi属于种i的个体在全部个体中的比例多样性指数第i个物种属于种i的个体在全部个体中的比例多样性指数8/8/202340物种多样测度—多样性指数辛普生多样性指数(Simpson’s物种多样测度--物种均匀性指数均匀度不均匀性E=H′／H′maxR=(H′max-H′)／(H′max-H′min)实际的种类多样性最大均匀条件下的种类多样性（logeS）H′max=-s(1/sloge

1/s)=loges群落中的最大物种数H′min=-S/Sloge

S/S)=0=1

-H′／H′max8/8/202341物种多样测度--物种均匀性指数均匀度不均匀性E=H′／H′物种多样性类型α多样性：栖息地或群落中的物种多样x性，测度群落内的物种多样性。β多样性：测度区域尺度上物种组成沿着某个梯度方向从一个群落到另一个群落的变化率。γ多样性：测度最大地理尺度上的多样性，体现一个地区或许多地区内穿过一系列群落的物种多样性总和。8/8/202342物种多样性类型α多样性：栖息地或群落中的物种多样x性，测§3群落的外貌和结构一、群落的结构单元生活型层片8/8/202343§3群落的外貌和结构一、群落的结构单元8/1/20234层片层片的概念是群落的结构单元，具有一定的生态生物学一致性和一定小环境的种类组合。分三级：第一级层片是同种的个体组合；第二级层片是同一生活型的不同植物的组合；第三级层片是不同生活不同种类植物的组合。层片的层的区别由于一个层的类型可由若干生活型的植物所组成，因此，层片的范围比层的窄。8/8/202344层片层片的概念8/1/202344二、群落的外貌和季相群落的外貌决定于群落的优势的生活型和层片结构。季相:随着气候季节性交替，群落呈现不同的外貌，这就是季相。与环境因子的季节节律有关8/8/202345二、群落的外貌和季相群落的外貌决定于群落的优势的生活型和层片四季分明的落叶阔叶林8/8/202346四季分明的落叶阔叶林8/1/202346三、群落的垂直结构群落的垂直结构主要指成层现象陆地群落的分层与光的利用有关，群落层次主要是由植物生活型所决定。陆地动物群落的分层主要与食物有关，其次与不同层次的微气候条件有关。ABCDA草被层；B灌木层；C下木层；D林冠层8/8/202347三、群落的垂直结构群落的垂直结构主要指成层现象ABCDA草被四、群落的水平结构植物群落的水平结构的主要特征就是镶嵌性。镶嵌性：植物个体在水平方向上的分布不均匀造成的小群落斑块相间的现象。气候影响：微气候、径流土壤影响：营养物质、土壤质地、地形特点植物影响：他感作用、遮荫作用、繁殖特点动物影响：喜食情况、种子散布、食物贮藏、排泄物、践踏、挖洞8/8/202348四、群落的水平结构植物群落的水平结构的主要特征就是镶嵌性。8五、群落交错区与边缘效应群落交错区（ecotone）(生态交错区或生态过渡带)：两个或多个群落之间的过渡区域。边缘效应(edgeeffect)：群落交错区的生物种类和种群密度增加的现象称边缘效应。边缘效应产生的原因：在群落交错区往往包含两个重叠群落中所有的一些种以及交错区的特有种；群落交错区的环境比较复杂，两类群落中的生物能够通过迁移而交流，能为不同生态类型植物定居，从而为更多的动物提供食物、营巢地隐蔽条件。8/8/202349五、群落交错区与边缘效应群落交错区（ecotone）(生态交五、群落交错区与边缘效应边缘效应原理的实践意义利用群落交错区的边缘效应增加边缘长度和交错区面积，提高野生动物的产量。人类活动而形成的交错区有的有利，有的是不利的。8/8/202350五、群落交错区与边缘效应边缘效应原理的实践意义8/1/202§4影响群落结构的因素1、影响群落结构的因素有哪些？2、简述抽彩式竞争发生的条件？3、中度干扰假说和理由？4、干扰理论在生态管理中有何现实意义？5、岛屿生态理论对自然保护区的指导意义？8/8/202351§4影响群落结构的因素1、影响群落结构的因素有哪些？8/§4影响群落结构的因素生物因素干扰空间异质性岛屿化8/8/202352§4影响群落结构的因素生物因素8/1/202352生物因素－竞争竞争对群落结构的影响资源利用→生态位重叠→竞争→生态位分化→性状替代、特化→共存竞争→排斥

8/8/202353生物因素－竞争竞争对群落结构的影响8/1/202353生物因素－捕食捕食对群落结构的影响泛化种的作用：捕食提高多样性、过捕多样性降低特化种的作用：捕食对象为优势种，多样性增加；捕食对象为劣势种，降低多样性。海星荔枝螺石鳖帽贝贻贝滕壶龟足8/8/202354生物因素－捕食捕食对群落结构的影响海星荔枝螺石鳖帽贝贻贝滕壶生物因素－捕食关键种(Keystonespecies):生物群落中，处于较高营养级的少数物种，其取食活动对群落的结构产生巨大的影响，称关键种。关键种可以是顶极捕食者，也可以是那些去除后对群落结构产生重大影响的物种。8/8/202355生物因素－捕食关键种(Keystonespecies):干扰：平静的中断，对正常过程的打扰和妨碍。