种群动态及调节

种群动态

有多少（数量与密度）

哪里多，哪里少（分布和空间结构）

怎样变动（数量的动态）

为什么这样变动（种群的调节机制）

种群的动态

种群的密度与分布

种群统计学

种群的增长模型

自然种群的数量变动

生态入侵种群增长率自然增长率：种群的实际增长率(r)

RO-世代净增殖率 T－世代时间：子代从母 体出生到子代再产子

的平均时间内禀增长率(rm)具有稳定年龄结构的种群，在食物不受限制、同种或其他个体密度维持在最适水平，环境中没有天敌，并在某一特定的温度、湿度、光照和食物等环境条件组配下，种群的最大瞬时增长率。YearPopulationBirthper1000Deathpre1000Growthrate(%)19981,250,365,51515.536.870.82819991,260,106,74214.556.910.72520001,268,853,36213.966.960.65920011,276,882,50013.366.930.60320021,284,275,90212.846.910.55220031,291,496,02213.006.910.56920041,298,847,62412.986.920.56620051,306,313,81213.146.940.58020061,313,973,71313.256.970.58920071,321,851,88813.457.000.60620081,330,044,60513.717.030.668种群的增长模型

与密度无关的种群增长模型

世代不重叠种群离散增长模型

世代重叠种群连续增长模型

与密度有关的种群增长模型

dN/dtismaximizedwhenN*rismaximized与密度无关的种群离散增长模型模型假设种群增长是无界的；种群的增长率不变世代不相重叠性增长种群没有迁入、迁出；没有年龄结构数学模型

生物学含义：世代净繁殖率（周限增长率）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，种群在下一代死亡。与密度无关的种群连续增长模型模型假设种群增长是无界的；种群的增长率不变世代相重叠性增长(连续)种群没有迁入、迁出；有年龄结构生物学意义r>0种群上升r=0种群稳定r<0种群下降数学模型积分形式dN/dt=(b-d)N0=rN0指数模型应用实例

计算1949～1978年我国人口自然增长率

1949：5.4亿；1978：9.5亿因为r=1.0r=0.5r=populationgrowthrateNKN/K=“EnvironmentalResistance”种群的增长模型

与密度有关的种群增长模型-逻辑斯蒂方程(水蚤)

ImpositionoflimitsNeworChangingEnvironment(nocompetition/limits)dN/dt=r

N

(K-N)/K逻辑斯谛增长的数学模型积分式数学模型逻辑斯谛方程的生物学意义如果N→0，（1－N/K）接近1，几乎全部K空间未被利用，潜在的最大增长能充分实现；如果N→K，那么（1－N/K）接近0，几乎全部K空间已被利用，潜在的最大增长不能实现；当N由0逐渐地增加到K值时，(1－N/K）项由1逐渐地下降为0，剩余空间逐渐变小，种群潜在的最大增长可实现程度逐渐降低。

积分模式P73OscillationsaboutK

TimeNKovershootoscillations对逻辑斯谛增长模型的评价野外种群适合逻辑斯谛增长的并不多见，某些种群只在短期内表现出该规律，它们通常是生活史比较单纯的种类自然种群经常处于变动之中，稳定于K值不变的情况缺乏充分的证据J型、S型种群增长只能代表两种典型情况，实际增长的变型可能很多没有时滞的假定对于多数自然种群而言很难符合逻辑斯谛增长模型（包括指数增长模型）提供了种群增长的某些机制，是后续很多种群增长模型建立的基础自然种群的数量波动种群调节概论种群数量的随机波动现象种群数量调节的基本理论植物种群密度制约与－3/2幂定律种群平衡种群不规则的波动或者起落规则或者周期性的波动种群衰落种群灭亡种群爆发种群崩溃生态入侵种群数量变动的趋势——种群数量的季节消长大山雀最后一次繁殖末期种群数量最大第二年繁殖季节开始种群数量最低北点地梅昆虫种群的季节消长-棉盲蝽陕西关中棉区棉盲蝽种群数量的季节消长大山雀与蓝山雀种群的不规则波动；种群数量变动的趋势——种群数量的随机波动德国中部针叶林的欧洲松毛虫（图）我国境内东亚飞蝗种群的数量变动（图）自然种群中最常见的两种周期波动： 每隔3~4年出现一次数量高峰（旅鼠）； 每隔9~10年出现一次数量高峰

旅鼠投海？种群数量变动的趋势——种群数量的周期性波动猞猁与雪兔种群的周期性波动Harertendencieskeptundercontrolbyredationorbytheirfoodsupply?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，这种过程称为生态入侵。紫茎泽兰、豚草、凤眼莲等美国白蛾、非洲大蜗牛、福寿螺和牛蛙种群数量变动的趋势——生态入侵种群数量变动的趋势——种群衰落种群数量调节的基本理论（1）密度制约与非密度制约密度制约(densitydependent) 当种群密度增加时，不利效应表现为出生率下降而死亡率上升。逆密度制约(inverselyDD) 出生率随密度的增加而增加，死亡率随密度的增加而下降。非密度制约(densityindependent) 出生率、死亡率与密度无关。种群密度不利效应（以%或每个体计）非密度制约逆密度制约密度制约（一）外源性调节理论

种群数量变动主要是外部因素的作用

非密度制约气候学派例1：Andrewartha和Birch根据对蓟马（Tripsimaginis）种群24年研究资料提出的。11~12月最大密度是天气条件所决定的，而与竞争等生物因素关系不大。例2：Greenbank(1956)发现，杉卷叶蛾种群数量的上升与连续的干旱晴朗的夏季有关。种群数量调节的基本理论（2）密度制约的生物学派

以Nicholson为代表。主张密度是制止种群增长和决定种群平均密度的关键因素，而自然天敌又是最主要的密度制约因素。

例：北美科罗拉多大峡谷北缘卡巴高原上的黑尾鹿种群动态非密度制约作用密度制约作用密度制约和非密度制约的相对作用环境A环境A环境A（二）内源性调节理论内源性调节理论的共同点：强调个体间的异质性；前提是出生率、死亡率、生长、迁入、迁出等特征都是密度制约的；自动调节是物种对环境的适应性反应。1.行为调节学说（Wynne-Edwards）认为：动物的社群行为是一种调节种群密度的机制。社群等级、领域性等社群行为可能是一种传递有关种群数量信息的行为，尤其是关于资源与种群数量关系的信息。通过社群行为使食物供应和场所在种群内得到合理分配，把剩余个体从适宜生境中排挤出去，从而使种群密度维持稳定。领域（territory）是指由个体、家庭或其他社群单位所占据的空间。动物保护领域的各种行为称为领域行为（territorialbehavior）。鸟类、兽类、某些昆虫。社会等级（socialhierarchy）是指动物种群中各个动物的地位具有一定的等级顺序。灵长类具严格的等级制。优先等级的个体往往先占据“最适”生境，而低等级个体占据“次适”生境。2.内分泌调节说（ChristianDavis)

当种群数量上升时，种群个体所受到的压力将