種群生態(tài)學(xué)-生活史對策(生態(tài)對策)課件

普通生態(tài)學(xué)GeneralEcology8/8/20231普通生態(tài)學(xué)GeneralEcology8/1/20231種群生態(tài)學(xué)第一節(jié)種群的概念第二節(jié)種群動態(tài)第三節(jié)種群調(diào)節(jié)及集合種群第四節(jié)生活史對策(生態(tài)對策)第五節(jié)種內(nèi)與種間關(guān)系8/8/20232種群生態(tài)學(xué)第一繁殖對策1.r-選擇與K-選擇r-選擇：有利于增大內(nèi)稟增長率的選擇r對策種群K-選擇：有利于增加競爭能力的選擇。k對策種群第四節(jié)生活史對策(生態(tài)對策)8/8/20233繁殖對策第四節(jié)生活史對策(生態(tài)對策)8/1/20233二、種間關(guān)系有競爭、捕食、寄生和互利共生（一）種間競爭1、高斯假說2、Lotka-Volterra種間競爭模型競爭方程建立在邏輯斯諦方程的基礎(chǔ)上.dN1/dt=r1N1(k1-N1-α12N2)/k1dN2/dt=r2N2(k2-N2-α21N1)/k2k1、k2:兩競爭物種的環(huán)境負(fù)荷α12:物種2的競爭系數(shù),2對1的競爭抑制作用;α21:物種1的競爭系數(shù),1對2的競爭抑制作用.8/8/20234二、種間關(guān)系有競爭、捕食、寄生和互利共生8/1/202342、Lotka-Volterra種間競爭模型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種間競爭模型dN1/dt2、Lotka-Volterra種間競爭模型N1N2K1/α12K1dN1/dt=0N1＝K1-α12N2

N1=0,N2=K1/α12N1=K1,N2=0dN1/dt>0dN1/dt<0dN1/dt=08/8/202362、Lotka-Volterra種間競爭模型N1N2K1/2、Lotka-Volterra種間競爭模型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種間競爭模型dN2/dt<N1取勝,N2滅亡K1>K2/α21,K2<

K1/α12N1取勝,N2被排擠掉K1/α12K1K2/α21K2N1N2·8/8/20238N1取勝,N2滅亡K1>K2/α21,K2<K1/N1滅亡,N2取勝K1<K2/α21,K2>

K1/α12N2取勝,N1被排擠掉K1/α12K1K2/α21K2N1N2·8/8/20239N1滅亡,N2取勝K1<K2/α21,K2>K1/不穩(wěn)定共存K1>K2/α21,K2>K1/α12N2和N1出現(xiàn)不穩(wěn)定的平衡點K1/α12K1K2/α21K2N1N2·8/8/202310不穩(wěn)定共存K1>K2/α21,K2>K1/α12K1穩(wěn)定的共存K1<K2/α21,K2<K1/α12N2和N1被出現(xiàn)穩(wěn)定的平衡點K1/α12K1K2/α21K2N1N2·8/8/202311穩(wěn)定的共存K1<K2/α21,K2<K1/α12K1生態(tài)位(niche)是物種在生物群落或生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用?？臻g生態(tài)位(spatialniche)。營養(yǎng)生態(tài)位（trophicniche).多維生態(tài)位空間基礎(chǔ)生態(tài)位(fundamentalniche)和實際生態(tài)位(realizedniche)：溫度3、生態(tài)位理論8/8/202312生態(tài)位(niche)是物種在生物群落或生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用生態(tài)位分化種內(nèi)競爭促使兩物種生態(tài)位接近。生態(tài)位分離:種間競爭結(jié)果使兩物種的生態(tài)位發(fā)生分化，從而使生態(tài)位分開。8/8/202313生態(tài)位分化種內(nèi)競爭促使兩物種生態(tài)位接近。8/1/202313（二）捕食作用（三）寄生和共生協(xié)同進(jìn)化寄生偏利共生互利共生8/8/202314（二）捕食作用（三）寄生和共生協(xié)同進(jìn)化8/1/202314種群生態(tài)學(xué)種群的概念種群動態(tài)種群調(diào)節(jié)生活史對策種內(nèi)和種間關(guān)系種群的空間結(jié)構(gòu)：不同的檢驗方法種群的年齡結(jié)構(gòu)生命表的編制：計算方法、存活曲線種群增長模型：邏輯斯諦增長方程種群調(diào)節(jié)的一些基本概念：局域種群、集合種群、斑塊等高斯假說Lotka-Volterra模型生態(tài)位理論生態(tài)對策r-對策和K對策小結(jié)8/8/202315種群生態(tài)學(xué)種群的概念種群動態(tài)種群調(diào)節(jié)生活史對策種內(nèi)和種間關(guān)系群落生態(tài)學(xué)保存完整的群落很有用重新恢復(fù)荒蕪地區(qū)的種群確定大多數(shù)重要物種的保存方法遭到干擾后，預(yù)測出群落怎樣能得到恢復(fù)預(yù)測對于干擾群落的恢復(fù)能力確定目前需要保護(hù)物種的數(shù)量和能夠在哪兒保存但在開始前….讓我們討論一下種群增長試驗和群落的生態(tài)學(xué)意義8/8/202316群落生態(tài)學(xué)保存完整的群落很有用但在開始前….8/1/2023第四章群落生態(tài)學(xué)生物群落的組成與結(jié)構(gòu)生物群落的動態(tài)生物群落的分類與排序地球上主要群落類型及其分布8/8/202317第四章群落生態(tài)學(xué)生物群落的組成與結(jié)構(gòu)8/1/20231第一節(jié)生物群落的組成與結(jié)構(gòu)§1生物群落的基本概念§2群落種類組成§3群落的外貌和結(jié)構(gòu)§4影響群落結(jié)構(gòu)的因素8/8/202318第一節(jié)生物群落的組成與結(jié)構(gòu)§1生物群落的基本概念8/§1生物群落的基本概念一、生物群落的定義群落（community）:在相同時間聚集在同一地段上的各物種種群的集合。包括棲息在同一地域中的動物、植物和微生物。不是雜亂無章地堆積在一起，而是在一定的生境下相互作用地有規(guī)律地生長在一起，并與環(huán)境發(fā)生一定的相互作用，共同組成一個統(tǒng)一體。8/8/202319§1生物群落的基本概念一、生物群落的定義8/1/2023二、群落的基本特征1、具有一定的種類組成和外貌：物種數(shù)和個體數(shù)。2、不同物種之間的相互影響：必須共同適應(yīng)它們所處的無機(jī)環(huán)境；它們內(nèi)部的相互關(guān)系必須取得協(xié)調(diào)和發(fā)展(種群構(gòu)成群落的二個條件)。3、形成群落環(huán)境：定居生物對生活環(huán)境的改造結(jié)果。8/8/202320二、群落的基本特征1、具有一定的種類組成和外貌：物種數(shù)和個體4、具有一定的結(jié)構(gòu)：形態(tài)結(jié)構(gòu)、生態(tài)結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。5、一定的動態(tài)特征:季節(jié)動態(tài)、年際動態(tài)、演替與演化。6、一定的分布范圍：特定的地段或特定的生境。7、群落的邊界特征：或明確或不明確的邊界。8、不同物種在群落中作用不同二、群落的基本特征8/8/2023214、具有一定的結(jié)構(gòu)：形態(tài)結(jié)構(gòu)、生態(tài)結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。二、群落的三、群落的性質(zhì)機(jī)體論學(xué)派(organismicschool)群落是客觀存在的實體，是一個有組織的生物系統(tǒng)，像有機(jī)體與種群那樣，被稱為機(jī)體論學(xué)派。

個體論學(xué)派(individualisticschool)群落是生態(tài)學(xué)家為了便于研究，從一個連續(xù)變化著的植被連續(xù)體中人為確定的一組物種的組合，被稱為個體論學(xué)派。密度密度環(huán)境梯度環(huán)境梯度ABCDABCD8/8/202322三、群落的性質(zhì)機(jī)體論學(xué)派(organismicschool常規(guī)的群落類型封閉型清晰的邊界分明的群落交錯區(qū)明顯的集合物種相間開放型邊界模糊,漸進(jìn)物種間少或沒有集合豐度地理范圍大量的單一物種豐度地理范圍8/8/202323常規(guī)的群落類型封閉型豐度地理范圍大量的單一物種豐度地理范圍8§2群落的種類組成一、種類組成性質(zhì)分析最小表現(xiàn)面積：指基本上能夠表現(xiàn)出某群落類型植物種類的最小面積稱為最小表現(xiàn)面積。群落結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和群落最小面積的大小是一種正比關(guān)系。樣方面積S0物種數(shù)8/8/202324§2群落的種類組成一、種類組成性質(zhì)分析樣方面積S0物種數(shù)一、種類組成性質(zhì)分析法國生態(tài)工作者用標(biāo)準(zhǔn)化了的巢式樣方研究世界各地不同草本植被類型的種類數(shù)目特征，所用的樣方面積最初為1/64㎡，以后成倍加大。他們把每含樣地總種84%的面積做為群落的最小面積。8/8/202325一、種類組成性質(zhì)分析法國生態(tài)工作者用標(biāo)準(zhǔn)化了的巢式樣方研究世一、種類組成性質(zhì)分析優(yōu)勢種和建群種:

對群落的結(jié)構(gòu)和群落環(huán)境的形成有明顯控制作用的物種稱為優(yōu)勢種（dominantspecies）；優(yōu)勢層的優(yōu)勢種稱建群種（constructivespecies）。亞優(yōu)勢種（subdominantspecies）:指個體數(shù)量與作用都次于優(yōu)勢種,但在決定群落性質(zhì)和控制群落環(huán)境方面仍起著一定作用的物種。8/8/202326一、種類組成性質(zhì)分析優(yōu)勢種和建群種:對群落的結(jié)構(gòu)和群落環(huán)境Leymuschinensisrangelandtype8/8/202327LeymuschinensisrangelandtypStipabaicalensisrangelandtype8/8/202328StipabaicalensisrangelandtyStipabaicalensis+Leymuschinensisrangelandtype8/8/202329Stipabaicalensis+Leymuschine一、種類組成性質(zhì)分析伴生種（companionspecies）：為群落的常見物種，它與優(yōu)勢種相伴存在，但不起主要作用。偶見種或罕見種(rarespecies)：是那些在群落中出現(xiàn)頻率很低的種類。8/8/202330一、種類組成性質(zhì)分析伴生種（companionspecie一、種類組成性質(zhì)分析羊草草地針茅建群的典型草地8/8/202331一、種類組成性質(zhì)分析羊草草地針茅建群的典型草地8/1/202二、種類組成的數(shù)量特征多度：是目測估計指標(biāo)，對物種個體數(shù)目多少的一種估測指標(biāo)。8/8/202332二、種類組成的數(shù)量特征多度：是目測估計指標(biāo)，對物種個體數(shù)目多二、種類組成的數(shù)量特征密度：單位面積或單位空間內(nèi)的個體數(shù)。D=N/S相對密度：某一物種的個體數(shù)點全部物種個體數(shù)的百分比。密度比：某一物種的密度占群落中密度最高的物種密度的百分比。蓋度：指植物地上部分的垂直投影面積占樣地面積的百分比。分種蓋度（分蓋度）、總蓋度（群落蓋度）基蓋度：植物基部的覆蓋面積。相對蓋度：某一物種的分蓋度占所有分蓋度之和的百分比。蓋度比：某一物種的蓋度占最大物種的蓋度的百分比。8/8/202333二、種類組成的數(shù)量特征密度：單位面積或單位空間內(nèi)的個體數(shù)。二、種類組成的數(shù)量特征頻度：某個物種在調(diào)查范圍內(nèi)出現(xiàn)的頻率。頻度=某種出現(xiàn)的樣方數(shù)/樣方總數(shù)×100%Raukiaer定律：A>B>C≦D<E8/8/202334二、種類組成的數(shù)量特征頻度：某個物種在調(diào)查范圍內(nèi)出現(xiàn)的頻率。二、種類組成的數(shù)量特征高度：自然高度和絕對高度。重量和相對重量：單位面積或容積內(nèi)某一物種的重量占全部物種重量的百分比。在草原群落中分鮮重與干重密度、蓋度、高度、頻度、生物量稱為群落的四度一量。注意相對指標(biāo)與指標(biāo)比的差異8/8/202335二、種類組成的數(shù)量特征高度：自然高度和絕對高度。8/1/20二、種類組成的數(shù)量特征優(yōu)勢度與綜合優(yōu)勢比優(yōu)勢度：表示一個種在群落中的地位和作用。定義和計算方法不統(tǒng)一。日本學(xué)者提出綜合數(shù)量指標(biāo)。包括兩個因素，三因素，四因素和五因素，即在密度比，蓋度比，頻度比高度比和重量比這五項指標(biāo)中任意取，求平均值。如SDR2=（密度比+蓋度比）/2×100%8/8/202336二、種類組成的數(shù)量特征優(yōu)勢度與綜合優(yōu)勢比8/1/202336二、種類組成的數(shù)量特征重要值：用來表示某個種在群落中的地位和作用的綜合數(shù)量指標(biāo)。重要值=相對密度+相對頻度+相對蓋度/38/8/202337二、種類組成的數(shù)量特征重要值：用來表示某個種在群落中的地位和三、種的多樣性生物多樣性：指生物中的多樣化和變異性以及物種生境的生態(tài)復(fù)雜性，它包括植物、動物、微生物的所用種及其組成的群落和生態(tài)系統(tǒng)。三個層次：遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性。8/8/202338三、種的多樣性生物多樣性：指生物中的多樣化和變異性以及物種生物種多樣測度—豐富度指數(shù)Gleason指數(shù)Margalef指數(shù)D=（S-1）／lnAD=(S-1)／lnN單位面積群落中物種數(shù)目觀察到的個體總數(shù)群落中總物種數(shù)目8/8/202339物種多樣測度—豐富度指數(shù)Gleason指數(shù)D=（S-1）／l物種多樣測度—多樣性指數(shù)辛普生多樣性指數(shù)(Simpson’sdiversityindex)香農(nóng)－威納指數(shù)(Shannon-Wienerindex)D=1-∑PiH′=-∑Pilog2Pi屬于種i的個體在全部個體中的比例多樣性指數(shù)第i個物種屬于種i的個體在全部個體中的比例多樣性指數(shù)8/8/202340物種多樣測度—多樣性指數(shù)辛普生多樣性指數(shù)(Simpson’s物種多樣測度--物種均勻性指數(shù)均勻度不均勻性E=H′／H′maxR=(H′max-H′)／(H′max-H′min)實際的種類多樣性最大均勻條件下的種類多樣性（logeS）H′max=-s(1/sloge

1/s)=loges群落中的最大物種數(shù)H′min=-S/Sloge

S/S)=0=1

-H′／H′max8/8/202341物種多樣測度--物種均勻性指數(shù)均勻度不均勻性E=H′／H′物種多樣性類型α多樣性：棲息地或群落中的物種多樣x性，測度群落內(nèi)的物種多樣性。β多樣性：測度區(qū)域尺度上物種組成沿著某個梯度方向從一個群落到另一個群落的變化率。γ多樣性：測度最大地理尺度上的多樣性，體現(xiàn)一個地區(qū)或許多地區(qū)內(nèi)穿過一系列群落的物種多樣性總和。8/8/202342物種多樣性類型α多樣性：棲息地或群落中的物種多樣x性，測§3群落的外貌和結(jié)構(gòu)一、群落的結(jié)構(gòu)單元生活型層片8/8/202343§3群落的外貌和結(jié)構(gòu)一、群落的結(jié)構(gòu)單元8/1/20234層片層片的概念是群落的結(jié)構(gòu)單元，具有一定的生態(tài)生物學(xué)一致性和一定小環(huán)境的種類組合。分三級：第一級層片是同種的個體組合；第二級層片是同一生活型的不同植物的組合；第三級層片是不同生活不同種類植物的組合。層片的層的區(qū)別由于一個層的類型可由若干生活型的植物所組成，因此，層片的范圍比層的窄。8/8/202344層片層片的概念8/1/202344二、群落的外貌和季相群落的外貌決定于群落的優(yōu)勢的生活型和層片結(jié)構(gòu)。季相:隨著氣候季節(jié)性交替，群落呈現(xiàn)不同的外貌，這就是季相。與環(huán)境因子的季節(jié)節(jié)律有關(guān)8/8/202345二、群落的外貌和季相群落的外貌決定于群落的優(yōu)勢的生活型和層片四季分明的落葉闊葉林8/8/202346四季分明的落葉闊葉林8/1/202346三、群落的垂直結(jié)構(gòu)群落的垂直結(jié)構(gòu)主要指成層現(xiàn)象陸地群落的分層與光的利用有關(guān)，群落層次主要是由植物生活型所決定。陸地動物群落的分層主要與食物有關(guān)，其次與不同層次的微氣候條件有關(guān)。ABCDA草被層；B灌木層；C下木層；D林冠層8/8/202347三、群落的垂直結(jié)構(gòu)群落的垂直結(jié)構(gòu)主要指成層現(xiàn)象ABCDA草被四、群落的水平結(jié)構(gòu)植物群落的水平結(jié)構(gòu)的主要特征就是鑲嵌性。鑲嵌性：植物個體在水平方向上的分布不均勻造成的小群落斑塊相間的現(xiàn)象。氣候影響：微氣候、徑流土壤影響：營養(yǎng)物質(zhì)、土壤質(zhì)地、地形特點植物影響：他感作用、遮蔭作用、繁殖特點動物影響：喜食情況、種子散布、食物貯藏、排泄物、踐踏、挖洞8/8/202348四、群落的水平結(jié)構(gòu)植物群落的水平結(jié)構(gòu)的主要特征就是鑲嵌性。8五、群落交錯區(qū)與邊緣效應(yīng)群落交錯區(qū)（ecotone）(生態(tài)交錯區(qū)或生態(tài)過渡帶)：兩個或多個群落之間的過渡區(qū)域。邊緣效應(yīng)(edgeeffect)：群落交錯區(qū)的生物種類和種群密度增加的現(xiàn)象稱邊緣效應(yīng)。邊緣效應(yīng)產(chǎn)生的原因：在群落交錯區(qū)往往包含兩個重疊群落中所有的一些種以及交錯區(qū)的特有種；群落交錯區(qū)的環(huán)境比較復(fù)雜，兩類群落中的生物能夠通過遷移而交流，能為不同生態(tài)類型植物定居，從而為更多的動物提供食物、營巢地隱蔽條件。8/8/202349五、群落交錯區(qū)與邊緣效應(yīng)群落交錯區(qū)（ecotone）(生態(tài)交五、群落交錯區(qū)與邊緣效應(yīng)邊緣效應(yīng)原理的實踐意義利用群落交錯區(qū)的邊緣效應(yīng)增加邊緣長度和交錯區(qū)面積，提高野生動物的產(chǎn)量。人類活動而形成的交錯區(qū)有的有利，有的是不利的。8/8/202350五、群落交錯區(qū)與邊緣效應(yīng)邊緣效應(yīng)原理的實踐意義8/1/202§4影響群落結(jié)構(gòu)的因素1、影響群落結(jié)構(gòu)的因素有哪些？2、簡述抽彩式競爭發(fā)生的條件？3、中度干擾假說和理由？4、干擾理論在生態(tài)管理中有何現(xiàn)實意義？5、島嶼生態(tài)理論對自然保護(hù)區(qū)的指導(dǎo)意義？8/8/202351§4影響群落結(jié)構(gòu)的因素1、影響群落結(jié)構(gòu)的因素有哪些？8/§4影響群落結(jié)構(gòu)的因素生物因素干擾空間異質(zhì)性島嶼化8/8/202352§4影響群落結(jié)構(gòu)的因素生物因素8/1/202352生物因素－競爭競爭對群落結(jié)構(gòu)的影響資源利用→生態(tài)位重疊→競爭→生態(tài)位分化→性狀替代、特化→共存競爭→排斥

8/8/202353生物因素－競爭競爭對群落結(jié)構(gòu)的影響8/1/202353生物因素－捕食捕食對群落結(jié)構(gòu)的影響泛化種的作用：捕食提高多樣性、過捕多樣性降低特化種的作用：捕食對象為優(yōu)勢種，多樣性增加；捕食對象為劣勢種，降低多樣性。海星荔枝螺石鱉帽貝貽貝滕壺龜足8/8/202354生物因素－捕食捕食對群落結(jié)構(gòu)的影響海星荔枝螺石鱉帽貝貽貝滕壺生物因素－捕食關(guān)鍵種(Keystonespecies):生物群落中，處于較高營養(yǎng)級的少數(shù)物種，其取食活動對群落的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的影響，稱關(guān)鍵種。關(guān)鍵種可以是頂極捕食者，也可以是那些去除后對群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大影響的物種。8/8/202355生物因素－捕食關(guān)鍵種(Keystonespecies):干擾：平靜的中斷，對正常過程的打擾和妨礙。