植物種群及其基本特征

關(guān)于植物種群及其基本特征第1頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月種群概念種群動態(tài)種群空間格局種群調(diào)節(jié)主要內(nèi)容第2頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)種群的概念1、種群population:

指在同一時期內(nèi)占有一定空間的同種生物個體的集合。

種群是物種在自然界存在的基本單位，又是群落的組成部分，同時也是生態(tài)系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)。2、種群生態(tài)學(xué)：研究種群內(nèi)各成員間以及它們與周圍環(huán)境中生物和非生物因子間相互關(guān)系及作用規(guī)律的科學(xué)。

種群動態(tài)(populationdynamics）：研究種群大小或數(shù)量在時間、空間的變動規(guī)律。第3頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月3、自然種群具有三個特征空間特征：種群具有一定的分布區(qū)域和分存形式；數(shù)量特征：每單位面積（或空間）上的個體數(shù)量（即密度）將隨時間而發(fā)生變動；遺傳特征：種群具有一定的基因組成，即系一個基因庫，以區(qū)別于其它物種，但基因組成同樣是處于變動之中的。第4頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月一、種群密度與分布（1）大小與密度

大小size：種群全部個體數(shù)目的多少。

密度density：單位空間的種群大小。（相對密度、絕對密度）統(tǒng)計方法：總數(shù)量調(diào)查法、樣方法（2）單體生物與構(gòu)件生物

Unitaryorganism：由一個受精卵發(fā)育而成，個體清楚,如多數(shù)動物和一些低等植物即是。

Modularorganism:

由一個合子發(fā)育成一套構(gòu)件組成，并且構(gòu)件數(shù)很不相同，且隨環(huán)境條件而變化。如：大多數(shù)植物第二節(jié)植物種群的動態(tài)第5頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月6

草

原樣方法第6頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月二、種群統(tǒng)計學(xué)PopulationdensityNatalityMortalityImmigrationEmigrationA出生率natality：泛指任何生物產(chǎn)生新個體的能力最大出生率（Maximumnatality）：指種群處于理想條件下的∽。

實際出生率（Realizednatality）：指在有限制因子的特定條件下，種群的∽。1、初級種群參數(shù)第7頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月B死亡率（Mortality）

生理死亡率（Realizedmortality）：生物活到了生理壽命才死亡。

生態(tài)死亡率（Ecologicalmortality）：種群在特定環(huán)境條件下，各個個體的平均實際壽命。

C遷入是個體由別的種群進(jìn)入領(lǐng)地，遷出是種群內(nèi)個體離開種群的領(lǐng)地。第8頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月2、次級種群參數(shù)A年齡結(jié)構(gòu)

種群內(nèi)各個體的年齡分布狀況，即各個年齡級個體數(shù)在整個種群中所占的百分比。

（1）年齡結(jié)構(gòu)類型：增長型(a)、穩(wěn)定型(b)、衰退型（下降型c）（2）年齡結(jié)構(gòu)劃分：

按繁殖年齡：繁殖前期、繁殖期、繁殖后期按個體發(fā)育：休眼期、營養(yǎng)生長期、生殖生長期、老齡期第9頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月10

不同國家的年齡結(jié)構(gòu)第10頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

B性比(sexratio)

S=（M/F）100%

C種群增長率(r)和內(nèi)稟增長率(rm)

內(nèi)稟增長率（innaterateofincrease)：當(dāng)環(huán)境無限制(空間、食物和其他有機(jī)體在理想條件下)，穩(wěn)定年齡結(jié)構(gòu)的種群所能達(dá)到的最大增長率.

世代的凈增殖率世代長度成活率出生率第11頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月3、生命表（lifetable)

種群統(tǒng)計的核心是建立反映種群全生活史的各年齡組或生活態(tài)級出生率、死亡率，甚至包括遷移率在內(nèi)的信息綜合表。（1）一般的人口生命表格式或構(gòu)成，表頭依序是：x：齡級（按年齡的分段）nx:在x齡級開始時的存活個體數(shù)lx:

在x齡級開始時的存活率

lx=nx/n0dx:從x到x+1期的死亡個體數(shù)dx=nx-nx+1

qx:從x到x+1期的死亡率qx=dx/nx

ex:x期開始時的平均期望壽命或平均余年ex=Tx/nxLx:從x到x+1齡期的平均存活個體數(shù)Lx=（nx+nx+1）/2

Tx:齡期x及其以上各年齡級的個體存活總年數(shù)第12頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）生命表的類型A圖解生命表Begon和Mortimer在1976年專為高等植物設(shè)計的一種圖解生命表時間：t時間：t+1成熟植株Nt成熟植株Nt+1種子（Nt×F）種子（Nt×F×g）Fgep生殖Nt+1=（Nt×F×g×e）+(Nt×p)F：平均每株產(chǎn)種子數(shù)g：種子平均發(fā)芽率e：幼苗長成個體的平均成活率P：存活率第14頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月B同生群生命表（cohortlifetable）統(tǒng)計的對象是同期出生的同齡個體群。屬于動態(tài)生命表。C特定時間生命表（timespecificlifetable）在同一時間內(nèi)，用收集到的植物樣地內(nèi)一個種群所有個體的年齡數(shù)據(jù)編制而成的生命表。屬于靜態(tài)生命表。D綜合生命表

包含出生率mx(生產(chǎn)力表)第15頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月種群增長率(r)和內(nèi)稟增長率(rm)

內(nèi)稟增長率（innaterateofincrease)：當(dāng)環(huán)境無限制(空間、食物和其他有機(jī)體在理想條件下)，穩(wěn)定年齡結(jié)構(gòu)的種群所能達(dá)到的最大增長率.

世代的凈增殖率世代長度成活率出生率第16頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月生命表分析：1、種群的成活曲線2、種群的內(nèi)稟增長率3、關(guān)鍵（主導(dǎo)）因子分析4、種群趨勢指標(biāo)（I）相關(guān)文章第17頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月1艾氏劑對連續(xù)三個世代多刺裸腹溞生命表統(tǒng)計學(xué)參數(shù)的影響全文快照

陳艷席貽龍...生態(tài)學(xué)報-2009年10期2不同藥劑亞致死劑量對褐飛虱不同種群生命表參數(shù)的影響全文快照

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2)模型：Nt=N0R0t

3)R0是種群離散增長模型中的重要參數(shù)，R0>1，種群上升；R0

=1，種群穩(wěn)定；0<R0<1，種群下降；R0

=0，雌體沒有繁殖，種群在下一代滅亡。第22頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月1）假設(shè)：種群增長是無限的；世代重疊、連續(xù)；

無遷入遷出；無年齡結(jié)構(gòu)。2)模型：種群的瞬時出生率為b,死亡率為d,種群的瞬時增長率r=b-dr>0，種群上升；r=0，種群穩(wěn)定；r<0，種群下降（2）世代重疊連續(xù)型t第23頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月2、與密度有關(guān)的種群增長模型-logistic方程假設(shè)：環(huán)境容量K；增長率雖密度上升而降低的變化是按比例的（即每增加1個個體，增長率下降1/K），無時滯；無遷入遷出；無年齡結(jié)構(gòu)。模型（LogisticequationorVerhulstPearlequation）種群增長早期，N→0，N/K也很小，種群增長呈指數(shù)增長；N=K時，種群的增長為0，種群達(dá)到了一個穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。第24頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月K/2第25頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月3）邏輯斯諦方程的重要意義：a是許多兩個相互作用種群增長模型的基礎(chǔ)b是漁業(yè)、牧業(yè)、林業(yè)等領(lǐng)域確定最大持續(xù)產(chǎn)量(maximumsustainedyield)的主要模型c模型中兩個參數(shù)r和K，已成為生物進(jìn)化對策理論中的重要概念。第26頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月四、自然種群的數(shù)量變動1種群增長

2季節(jié)消長

3不規(guī)則波動4周期性波動

5種群的爆發(fā)

6種群平衡7種群的衰落和滅亡8生態(tài)入侵第27頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月J增長與S增長第28頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

季節(jié)消長第29頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月不規(guī)則波動由環(huán)境因子特別是氣候的隨機(jī)變化引起小型、短壽命物種的變化大第30頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月周期性波動旅鼠、北極狐；美洲兔，加拿大猞猁；森林腦炎的監(jiān)測第31頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月種群的爆發(fā)具不規(guī)則或周期性波動的生物都可能出現(xiàn)種群的爆發(fā)蝗災(zāi)、赤潮第32頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月種群平衡種群較長期地維持在幾乎同一水平上通過種群的內(nèi)部調(diào)節(jié)機(jī)制完成大型動物（一年產(chǎn)一子的），社會性的昆蟲（螞蟻、蜜蜂，等）第33頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月種群的衰落和滅亡當(dāng)種群長久處于不利條件下數(shù)量出現(xiàn)持久性下降的現(xiàn)象個體大、出生率低、生長慢、成熟晚的生物易出現(xiàn)種群衰落和滅亡加快的原因：過度捕殺、生境破壞最小可存活種群第34頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月生態(tài)入侵由于人類有意識或無意識地把某種生物帶入適宜其棲息和繁衍的地區(qū)，其種群不斷擴(kuò)大，分布區(qū)逐步穩(wěn)定地擴(kuò)展的過程紫莖澤蘭(Eupatoriumadenophorum)原產(chǎn)墨西哥，解放前由緬甸、越南進(jìn)入我國云南，現(xiàn)已蔓延至25°33’N地區(qū)，并向東擴(kuò)展到廣西、貴州境內(nèi)。它常連接成片，發(fā)展成單種優(yōu)勢群落，侵入農(nóng)田，危害牲畜，影響林木生長，成為當(dāng)?shù)亍昂Σ荨?。歐洲穴兔入侵澳大利亞加拿大一枝黃花、飛機(jī)草、水葫蘆、中華蟹、巴西龜?shù)鹊?5頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第36頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月記者從中科院西雙版納熱帶植物園獲悉，在國家自然科學(xué)基金重點項目的資助下，該園與美國蒙塔那大學(xué)、墨西哥國立自治大學(xué)和特立尼達(dá)西印度群島大學(xué)合作，探討了多種入侵機(jī)制對飛機(jī)草入侵我國的作用。該成果對認(rèn)識外來植物入侵機(jī)理有重要意義，于日前發(fā)表在《新植物學(xué)家》上。

據(jù)介紹，有關(guān)外來植物入侵機(jī)制的理論或假說有很多，但沒有一種理論或假說能夠解釋所有外來植物成功入侵的原因。此外，很少有研究者同時研究多種理論或假說對同一外來植物成功入侵的貢獻(xiàn)。

在該園教授馮玉龍的指導(dǎo)下，碩士研究生秦瑞敏和博士研究生鄭玉龍分別在中國、墨西哥展開了研究。在飛機(jī)草的原產(chǎn)地墨西哥和入侵地中國的兩個同質(zhì)種植園中，通過讓來自入侵地和原產(chǎn)地的飛機(jī)草分別與來自兩地的本地植物競爭，科研人員發(fā)現(xiàn)：飛機(jī)草入侵種群可能通過進(jìn)化提高了競爭能力，降低了天敵防御能力，該結(jié)果支持了增強(qiáng)競爭能力的進(jìn)化假說；來自飛機(jī)草原產(chǎn)地墨西哥的本地植物競爭能力強(qiáng)于來自飛機(jī)草入侵地中國的本地植物，支持了生物阻抗假說；與來自墨西哥的本地植物相比，中國的本地植物種子萌發(fā)對飛機(jī)草化感作用更敏感，進(jìn)而支持新化學(xué)武器假說。

該研究顯示，增強(qiáng)競爭能力的進(jìn)化、先天的競爭優(yōu)勢、本地植物的生物阻抗和新化學(xué)武器可能共同推動了飛機(jī)草的成功入侵。此外，該研究意味著，同時在多個環(huán)境條件下，研究多個互不排斥的入侵機(jī)制或假說至關(guān)重要。第37頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)種群的空間分布格局（Spatialdistributionpattern）組成種群的個體在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局，稱為～。一、分布格局的三種類型A隨機(jī)的（random）B均勻的（uniform）隨機(jī)分布(Randomdispersion)指每一個體在種群領(lǐng)域中各個點上出現(xiàn)的機(jī)會是相等，且每一個體的存在不影響其他個體分布。這種分布在自然界中不常見。種群內(nèi)的各個個體之間保持一定的均勻的距離。在自然情況下，均勻分布最為罕見。C成群的（clumped）種群內(nèi)個體分布不均勻，形成許多密集的團(tuán)塊狀。在自然情況下，大多數(shù)植物種群常呈成群分布。第38頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月隨機(jī)分布個體在種群中出現(xiàn)的機(jī)會是相等的，個體間互相不影響。隨機(jī)分布比較少見當(dāng)一批植物(種子繁殖)首次入侵裸地上，常形成隨機(jī)分布，但要求裸地的環(huán)境較為均一第39頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月均勻分布個體呈等距離的分布格局。原因：競爭森林中植物為競爭陽光(樹冠)和土壤中營養(yǎng)物(根際)沙漠中植物為競爭水分地形或土壤物理形狀的均勻分布使植物呈均勻分布第40頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月成群分布成群分布：個體呈塊狀或呈簇、成群分布原因：微地形的差異繁殖特性所致：種子不易移動而使幼樹在母樹周圍或無性繁殖動物和人為活動的影響第41頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月種群的空間格局第42頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第43頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月44

二、樣方大小與種群內(nèi)分布型分析(a)實際分布(b)大塊的樣方，結(jié)果呈現(xiàn)是聚集分布(c)小塊的樣方，結(jié)果呈現(xiàn)的是隨機(jī)分布第44頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月三、分布格局類型的判定常用而簡便的檢驗內(nèi)分布型的指標(biāo)是方差/平均數(shù)比率，即0=均勻分布1=隨機(jī)分布1＞成群