植物生态学课件

1、植物种群的动态和调节,李全,知识目标,1.了解生命表及其编制,2.建立种群增长模式，预测种群的发展,3.影响植物种群动态的因素,4.植物种群调节,情感目标,通过对种群相关知识的了解，有利于我们更好地保护和利用物种的多样性，实现生态多样性，建设生态文明。,2007年太湖蓝藻污染事件发生于2007年5、6月间，中国江苏的太湖爆发的严重蓝藻污染，造成无锡全城自来水污染。生活用水和饮用水严重短缺，超市、商店里的桶装水被抢购一空。,太湖太“蓝”,思考讨论 1. 太湖流域的蓝藻可以称为是一个种群吗？ 2. 蓝藻为何在短的时间内数量急剧增长，是否有一种增长模式来预测蓝藻的增长？ 3. 蓝藻可以持续的增长下去

2、吗，如果不会，那是如何调节的？是否存在其他的增长模式？ 4. 影响植物种群动态（主要指数量变动）的因素有哪些？ 5. 通过何种方法或方式，让我们更好的了解种群的数量变化,1.太湖流域的蓝藻可以称为是一个种群吗？,1.1种群的概念 指某一特定时间内某一特定区域中由同一物种构成的个体群，它们具有共享同一基因库或存在随机交配能力的独特性质。 如何区别种群 表现形式：从外形或外貌来观察，主要指根、茎、叶等 内在本质：是否能够繁殖下一代,2. 蓝藻为何在短的时间内数量急剧增长，是否有一种增长模式来预测蓝藻的增长？,种群增长模型是以指数增长模型和逻辑斯蒂增长模型为基础的。 2.1指数增长模型 一个以内禀增

3、长率增长的种群，种群数目将以指数方式增长。可分为世代不相重叠种群的离散增长模型和世代重叠种群的连续增长模型 满足的条件：种群处于无限条件下 种群没有迁入与迁出 每代的生殖力保持恒定,2.1.1世代不相重叠种群的离散增长模型,世代不相重叠，是指生物的生命只有一年，一年只有一次繁殖，其世代不重叠。如一些水生昆虫，每年雌虫只产一次卵，卵孵化长成幼虫，蛹在泥中度过干旱季节，到第二年蛹才变为成虫，交配产卵。因此，世代是不重叠的，种群增长是不连续的。 其数学模型通常是把世代t1的种群Nt+1与世代t的种群Nt联系起来的差分方程： N t+1=Nt 式中N为种群大小，t为时间，是种群周限增长率。,2.2.2

4、世代重叠种群的连续增长模型,世代重叠就是指种群各个世代彼此重叠，如寿命很长的树，种群增长是连续的。 其数学模型为 dNdtrN 积分式： Nt N0ert 参数含义：r种群每员的瞬时增长率,种群的指数增长曲线,大不列颠颈圈斑鸠的指数增长(Hengeveld,1988), r 和 的关系:,= er,即，r = ln,r 种群变化 r0 1 种群上升 r=0 =1 种群稳定 r0 01 种群下降 r= =0 雌体无生殖，种群灭亡,3. 蓝藻可以持续的增长下去吗，如果不会，那是如何调节的？是否存在其他的增长模式？,种群的无限增长在自然条件下很少发生，通常受到有限环境条件的制约，而且种群的增长过程与

5、密度有关。,种群增长,密度制约,非密度制约,3.1密度制约,自疏,他疏,自疏：指同一种群随着年龄的增长和个体的增大，种群的密度减低的现象 。属于种间竞争。可以优化种群结构,自疏,他疏,他疏指不同植物种的种群之间，因某一种群密度增加和个体增长，引起另一群个体死亡的现象。属于种间竞争。,3.2非密度制约,光照,温度,水,土壤状况,大气,人类活动,3.3逻辑斯蒂增长模型,假设条件： 种群中所有个体具有相同的基因型和表型，具有相同的死亡和生殖特征 种群的个体数量是合适的计量单位 种群的内禀自然增长率r不随种群的数量变化而改变 种群大小的上限或环境承载力固定不变,逻辑斯谛方程： N/t=r N（1-N/

6、K） 式中N是种群的实际大小，K是常数，是种群大小的上限，也叫环境负载力,高斯实验,草履虫（Paramecium caudatum）种群的S型增长（Gause,1934,4. 影响植物种群动态（主要指数量变动）的因素有哪些？,种群增长是靠种群的补充超过种群的损耗来实现的，植物种群的个体的补充首先决定于自身生殖生态学的特征，另外，植物生活周期中的关键过程以及左右这些过程的主导生态因子都影响着植物种群的补充。,4.1 生殖生态学特征,生殖年龄与生殖次数,生殖分配,生殖价与生育力,4.2种群生活周期,生活周期是指种子到种子的全部过程。,种子库,幼苗同生群,开花,种子生产,种子散布,4.3干扰与灾变,5. 通过何种方法或方式，让我们更好的了解种群的数量变化？,生命表和存活曲线是进行植物种群数量动态研究的常用方法,列表生命表,x ：年龄级 nx ：在x龄级开始时的存活个体数 lx : 在x龄级开始时的标准化的存活个体数 dx : 从x到x+1期标准化的死亡个体数 qx : 从x到x+1期的死亡数 ex : x期开始时的平均期望寿命或平均余年 Lx : 从x到x+1龄期的平均存活个体数 Tx : 龄期x及其以上各年龄级的个体存活总年数,存活曲线,研究种群数量变化的意义,（1）有利于野生生物资源的合理