种群生态学-生活史对策(生态对策).ppt

种群生种群生态学学-生活史生活史对策策(生生态对策策)种群生态学种群生态学第一节第一节 种群的概念种群的概念第二节第二节 种群动态种群动态第三节第三节 种群调节及集合种群种群调节及集合种群第四节 生活史对策(生态对策)第五节第五节 种内与种间关系种内与种间关系5/31/20242繁殖对策繁殖对策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对策种群第四节第四节 生活史对策生活史对策(生态对策生态对策)5/31/20243二、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-N1-12N2)/k1 dN2/dt=r2N2(k2-N2-21N1)/k2 k1、k2:两竞争物种的环境负荷 12:物种2的竞争系数,2对1的竞争抑制作用;21:物种1的竞争系数,1对2的竞争抑制作用.5/31/202442、Lotka-Volterra种间竞争模型 dN1/dt=r1N1(k1-N1-12N2)/k1 dN2/dt=r2N2(k2-N2-21N1)/k2 dN1/dt=0 N1K1-12 N2 lN1=0,N2=K1/12 lN1=K1,N2=0 dN2/dt=0 N2K2 21 N1 lN2=0,N1=K2/21 lN2=K2 ,N1=05/31/202452、Lotka-Volterra种间竞争模型N1N2K1/12K1dN1/dt=0 N1K1-12 N2 N1=0,N2=K1/12 N1=K1,N2=0 dN1/dt0dN1/dt0dN1/dt=05/31/202462、Lotka-Volterra种间竞争模型dN2/dt0N2N1K2/21K2dN2/dt=0 N2K2 21 N1 N2=0,N1=K2/21 N2=K2 ,N1=05/31/20247N1取胜,N2灭亡K1 K2/21,K2 K1/12N1取胜,N2被排挤掉K1/12K1K2/21K2N1N25/31/20248N1灭亡,N2取胜K1 K1/12N2取胜,N1被排挤掉K1/12K1K2/21K2N1N25/31/20249不稳定共存K1 K2/21,K2 K1/12N2和N1出现不稳定的平衡点K1/12K1K2/21K2N1N25/31/202410稳定的共存K1 K2/21,K2BCDE5/31/202434二、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5/31/202435二、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）/2100%5/31/202436二、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/35/31/202437三、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。5/31/202438物种多样测度丰富度指数Gleason指数Margalef指数D=（S-1）lnAD=(S-1)lnN单位面积单位面积群落中物种数目群落中物种数目观察到的个体总数观察到的个体总数群落中总物种数目群落中总物种数目5/31/202439物种多样测度多样性指数辛普生多样性指数(Simpsons diversity index)l香农威纳指数香农威纳指数(Shannon-Wiener index)D=1-PiH=-Pilog2Pi属于种属于种i 的个体在全部的个体在全部个体中的比例个体中的比例多样性指数多样性指数第第i 个个物种物种属于种属于种i 的个体在全部的个体在全部个体中的比例个体中的比例多样性指数多样性指数5/31/202440物种多样测度-物种均匀性指数均匀度l不均匀性不均匀性E=HHmax R=(Hmax-H)(Hmax-H min)实际的种类实际的种类多样性多样性最大均匀条件下的种最大均匀条件下的种类多样性（类多样性（logeS）Hmax=-s(1/s loge 1/s)=loge s群落中的最群落中的最大物种数大物种数Hmin=-S/S loge S/S)=0 =1-H Hmax5/31/202441物种多样性类型 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。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。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。5/31/2024423 群落的外貌和结构一、群落的结构单元生活型层片5/31/202443层片层片的概念l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。l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l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。5/31/202444二、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。l与环境因子的季节节律有关5/31/202445四季分明的落叶阔叶林5/31/202446三、群落的垂直结构群落的垂直结构主要群落的垂直结构主要指成层现象指成层现象l陆地群落的分层与光陆地群落的分层与光的利用有关，群落层的利用有关，群落层次主要是由植物生活次主要是由植物生活型所决定型所决定。l陆地动物群落的分层陆地动物群落的分层主要与食物有关，其主要与食物有关，其次与不同层次的微气次与不同层次的微气候条件有关。候条件有关。ABCDA草被层；草被层；B灌木层；灌木层；C下木层；下木层；D林冠层林冠层5/31/202447四、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。成的小群落斑块相间的现象。l气候影响：微气候、径流l土壤影响：营养物质、土壤质地、地形特点l植物影响：他感作用、遮荫作用、繁殖特点l动物影响：喜食情况、种子散布、食物贮藏、排泄物、践踏、挖洞5/31/202448五、群落交错区与边缘效应五、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(edge effect)：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。l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。5/31/202449五、群落交错区与边缘效应五、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。5/31/2024504 影响群落结构的因素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？5/31/2024514 影响群落结构的因素影响群落结构的因素生物因素干扰空间异质性岛屿化5/31/202452生物因素竞争竞争对群落结构的影响l资源利用 生态位重叠 竞争 生态位分化 性状替代、特化 共存l竞争 排斥 5/31/202453生物因素捕食捕食对群落结构的影响l泛化种的作用：捕食提高多样性、过捕多样性降低l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。海星海星荔荔枝枝螺螺石石鳖鳖帽帽贝贝贻贻贝贝滕滕壶壶龟龟足足5/31/202454生物因素捕食关键种(Keystone species):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。5/31/202455干扰：平静的中断，对正常过程的打扰和妨碍。干扰的意义中度干扰假说（）:中等程度的干扰水平能维持高多样性。干扰干扰断层断层抽彩式竞争抽彩式竞争小演替小演替5/31/202456抽彩式竞争发生的条件抽彩式竞争发生的条件群落中有许多入侵断层能力相等和耐受断层中物理环境能力相等的物种。这些物种中任何一种在生活史过程中能阻止后入侵的其他物种的再入侵。5/31/202457干扰理论与生态管理干扰理论与生态管理 干扰可以增加群落的物种丰富度。因为干扰使许多竞争力强的物种占据不了优势，其他物种乘机侵入。如果要保护自然界的生物多样性，就不要简单地去阻止干扰。实际上，干扰可能是产生多样性的最有力手段之一。这种思想在自然保护、森林和野生动物管理等方面有重要意义。5/31/202458空间异质性非生物环境的非生物环境的空间异质性空间异质性生物生物空间异质性空间异质性异质性越高，异质性越高，小生境越多，小生境越多，共存物种数越多共存物种数越多5/31/202459岛屿化广义而言，湖泊受陆地包围、热带地区山的顶部、成片岩石和一类植被中的另一类土壤和植被斑块都可视为岛。5/31/202460岛屿化岛屿的物种数与面积关系：ScAz S种数，A-面积，z、c为常数岛屿群落的进化l岛屿的物种进化较大陆快；l远离大陆的岛屿上，地方种可能较多；l岛屿群落可能是物种未饱和的群落。5/31/202461不同类型岛屿的物种数1 岛屿上的物种数不随时间变化；岛屿上的物种数不随时间变化；2 平衡是一种动态平衡，即灭绝不断被新迁入平衡是一种动态平衡，即灭绝不断被新迁入的种所代替；的种所代替；3 大岛屿比小岛屿能维持更多的物种数；大岛屿比小岛屿能维持更多的物种数；5/31/202462岛屿生态与自然保护区对自然保护区的设计有一定的指导意义5/31/202463