生物種群生態(tài)學(xué)概述種群生態(tài)學(xué)研究同種生物個(gè)體群體的結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)與相互關(guān)系探索生物種群如何隨時(shí)間變化及其生存機(jī)制課程目標(biāo)和學(xué)習(xí)要點(diǎn)1掌握種群基本概念理解種群特征與統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)2分析種群動(dòng)態(tài)變化學(xué)習(xí)各種增長(zhǎng)模型和影響因素3了解種群調(diào)節(jié)機(jī)制探索種內(nèi)種間相互作用4應(yīng)用生態(tài)學(xué)原理解決實(shí)際種群管理與保護(hù)問(wèn)題第一章：種群的基本概念1定義同種生物共同生活的群體2特征空間、數(shù)量、遺傳等多維度特性3意義是生態(tài)系統(tǒng)研究的基本單位種群的定義空間同域性共享特定地理區(qū)域時(shí)間連續(xù)性世代延續(xù)有繁殖關(guān)系遺傳相似性基因交流頻繁種群的特征1行為特征社群結(jié)構(gòu)2遺傳特征基因變異3數(shù)量特征密度、增長(zhǎng)率4空間特征分布范圍、格局種群的空間特征分布范圍種群占據(jù)的地理空間總面積分布格局個(gè)體在空間的排列方式擴(kuò)散能力種群擴(kuò)展占領(lǐng)新區(qū)域的潛力種群的數(shù)量特征種群大小總個(gè)體數(shù)量種群密度單位面積/體積內(nèi)個(gè)體數(shù)年齡結(jié)構(gòu)不同年齡階段個(gè)體比例性別比例雌雄個(gè)體數(shù)量比種群的遺傳特征基因頻率特定基因在種群中的出現(xiàn)頻率1遺傳多樣性種群內(nèi)基因變異的豐富程度2遺傳分化亞種群間的遺傳差異3基因流動(dòng)個(gè)體遷移帶來(lái)的基因交流4第二章：種群統(tǒng)計(jì)學(xué)密度空間單位內(nèi)個(gè)體數(shù)出生率與死亡率種群增減的基本參數(shù)年齡結(jié)構(gòu)不同年齡組成比例性別比例雌雄數(shù)量關(guān)系種群密度40每平方米沙漠螞蟻巢密度400每公頃森林鹿群密度5000每平方公里熱帶魚(yú)類密度種群密度的測(cè)定方法直接計(jì)數(shù)法完全統(tǒng)計(jì)目標(biāo)區(qū)域所有個(gè)體1樣方法隨機(jī)設(shè)置樣方計(jì)數(shù)后推算2標(biāo)志重捕法標(biāo)記部分個(gè)體后通過(guò)重捕比例估算3間接估算法通過(guò)痕跡、糞便等推測(cè)4出生率和死亡率出生率死亡率年齡結(jié)構(gòu)1老年個(gè)體繁殖力下降2成年個(gè)體繁殖主體3亞成體即將成熟4幼體生存率較低性別比例雄性偏向競(jìng)爭(zhēng)激烈，領(lǐng)地爭(zhēng)奪雌性偏向社會(huì)性昆蟲(chóng)，分工合作平衡比例多數(shù)物種理論平衡點(diǎn)第三章：種群動(dòng)態(tài)種群大小總體數(shù)量隨時(shí)間變化增長(zhǎng)模式指數(shù)型vs邏輯斯諦型波動(dòng)規(guī)律周期性與非周期性變動(dòng)影響因素密度依賴與非依賴因素種群增長(zhǎng)模型指數(shù)增長(zhǎng)無(wú)限資源條件下邏輯斯諦增長(zhǎng)有環(huán)境容納量限制震蕩模型過(guò)度反應(yīng)于環(huán)境容納量指數(shù)增長(zhǎng)模型數(shù)學(xué)表達(dá)dN/dt=rN適用條件資源充足，無(wú)限制實(shí)例細(xì)菌培養(yǎng)初期，入侵物種早期特點(diǎn)J形曲線，增長(zhǎng)率恒定邏輯斯諦增長(zhǎng)模型時(shí)間種群大小環(huán)境容納量食物供應(yīng)能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)限制空間資源棲息地面積和質(zhì)量庇護(hù)所安全避險(xiǎn)場(chǎng)所數(shù)量水資源飲用水和生存必需水體密度制約因素隨種群密度增加而增強(qiáng)的限制因素包括競(jìng)爭(zhēng)、捕食、疾病和領(lǐng)地行為非密度制約因素自然災(zāi)害火災(zāi)、洪水、干旱等極端氣候嚴(yán)寒、酷熱、暴雨等人為干擾棲息地破壞、污染等第四章：生命表和存活曲線年齡(x)存活數(shù)(lx)死亡數(shù)(dx)死亡率(qx)010003000.3017001500.212550500.0935001000.2044002000.5052002001.00生命表的概念和類型定義記錄種群各年齡組生存死亡狀況的表格靜態(tài)生命表一次性調(diào)查不同年齡個(gè)體數(shù)量動(dòng)態(tài)生命表追蹤同一世代個(gè)體從出生到死亡時(shí)間特異生命表特定時(shí)期內(nèi)各年齡組狀況靜態(tài)生命表調(diào)查方法一次性取樣分析年齡結(jié)構(gòu)適用種群長(zhǎng)壽命、大型動(dòng)物優(yōu)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)相對(duì)容易缺點(diǎn)假設(shè)種群穩(wěn)定，有誤差動(dòng)態(tài)生命表1出生cohort記錄初始數(shù)量2追蹤調(diào)查定期統(tǒng)計(jì)存活個(gè)體3死亡記錄記錄死亡時(shí)間和原因4數(shù)據(jù)分析計(jì)算存活率和死亡率存活曲線的類型I型曲線晚期死亡率高，如人類II型曲線死亡率恒定，如鳥(niǎo)類III型曲線早期死亡率高，如魚(yú)類第五章：種群調(diào)節(jié)內(nèi)部機(jī)制種群自身調(diào)節(jié)能力外部因素環(huán)境條件的制約作用密度依賴隨密度變化的調(diào)節(jié)因素密度無(wú)關(guān)與密度無(wú)關(guān)的調(diào)節(jié)因素密度依賴性調(diào)節(jié)資源競(jìng)爭(zhēng)食物、空間等有限資源爭(zhēng)奪1天敵控制捕食者對(duì)獵物種群的控制2疾病傳播高密度促進(jìn)病原體傳播3社會(huì)壓力擁擠導(dǎo)致應(yīng)激反應(yīng)和行為變化4密度無(wú)關(guān)性調(diào)節(jié)1環(huán)境災(zāi)害地震、火山等突發(fā)事件2氣候變化溫度、降水模式改變3人類活動(dòng)棲息地破壞、過(guò)度捕獵種群波動(dòng)周期性波動(dòng)捕食-被捕食關(guān)系天敵與獵物種群交替波動(dòng)季節(jié)性變化適應(yīng)季節(jié)資源變化氣候循環(huán)響應(yīng)多年氣候模式非周期性波動(dòng)環(huán)境突變不可預(yù)測(cè)的氣候異常棲息地變化生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)突然改變?nèi)藶楦蓴_開(kāi)發(fā)、污染等突發(fā)影響疾病爆發(fā)新病原體傳入種群第六章：種群分布分布范圍物種能夠生存的地理區(qū)域1分布格局種群內(nèi)個(gè)體空間排列方式2影響因素環(huán)境、行為和種間關(guān)系3動(dòng)態(tài)變化分布范圍擴(kuò)張或收縮4種群分布類型隨機(jī)分布個(gè)體位置相互獨(dú)立均勻分布個(gè)體間距相近聚集分布個(gè)體成群出現(xiàn)隨機(jī)分布1特點(diǎn)個(gè)體位置無(wú)規(guī)律，相互獨(dú)立2條件環(huán)境均質(zhì)，無(wú)社會(huì)行為3實(shí)例某些植物種子、浮游生物4統(tǒng)計(jì)特征符合泊松分布均勻分布競(jìng)爭(zhēng)作用個(gè)體間爭(zhēng)奪資源領(lǐng)地行為主動(dòng)維持空間間隔化感作用釋放抑制物質(zhì)社會(huì)壓力避免過(guò)度擁擠聚集分布最常見(jiàn)分布方式資源斑塊分布或社會(huì)行為導(dǎo)致影響種群分布的因素環(huán)境因素氣候、地形、資源分布1生物因素社會(huì)結(jié)構(gòu)、繁殖行為2競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系爭(zhēng)奪資源和空間3擴(kuò)散能力移動(dòng)和傳播方式4第七章：種群的空間結(jié)構(gòu)1復(fù)合種群亞種群網(wǎng)絡(luò)2亞種群局部相對(duì)獨(dú)立群體3社會(huì)單元家庭群體或集群4個(gè)體基本構(gòu)成單位家域和領(lǐng)域家域個(gè)體日?；顒?dòng)范圍領(lǐng)域積極防衛(wèi)的專屬區(qū)域影響因素體型、食性、繁殖策略種群的社會(huì)結(jié)構(gòu)層級(jí)結(jié)構(gòu)有明確等級(jí)制度平等結(jié)構(gòu)個(gè)體地位相近繁殖分工生殖個(gè)體與非生殖個(gè)體第八章：種內(nèi)關(guān)系1合作關(guān)系互惠互利，提高生存率2競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系爭(zhēng)奪有限資源3社會(huì)等級(jí)確立優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)個(gè)體合作關(guān)系1群體防御共同抵御天敵2育幼合作共同照顧后代3覓食合作協(xié)作狩獵或?qū)ふ沂澄?信息共享警報(bào)信號(hào)和資源位置競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系干擾性競(jìng)爭(zhēng)直接對(duì)抗和排斥資源競(jìng)爭(zhēng)間接爭(zhēng)奪食物空間繁殖競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)奪配偶和繁殖機(jī)會(huì)第九章：種間關(guān)系關(guān)系類型物種A物種B實(shí)例競(jìng)爭(zhēng)--爭(zhēng)奪相同資源的物種捕食+-獵食者與獵物寄生+-寄生蟲(chóng)與宿主互利共生++蜜蜂與開(kāi)花植物偏利共生+0附生植物與樹(shù)木競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系生態(tài)位競(jìng)爭(zhēng)相似需求導(dǎo)致資源爭(zhēng)奪競(jìng)爭(zhēng)排斥原理完全相同生態(tài)位不能共存資源分化減少重疊以共存競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果排斥、共存或生態(tài)位分化捕食關(guān)系時(shí)間捕食者獵物共生關(guān)系互利共生雙方受益偏利共生一方受益，一方不受影響原始共生形成新的生命單位寄生關(guān)系1外部寄生寄生在宿主體表2內(nèi)部寄生寄生在宿主體內(nèi)3社會(huì)寄生利用宿主的社會(huì)結(jié)構(gòu)4巢寄生將繁殖任務(wù)轉(zhuǎn)嫁給他種第十章：種群的進(jìn)化生態(tài)學(xué)自然選擇有利變異保留，不利變異減少適應(yīng)性進(jìn)化對(duì)環(huán)境條件的適應(yīng)過(guò)程生活史對(duì)策最大化適合度的資源分配行為生態(tài)學(xué)行為如何影響生存和繁殖r選擇和K選擇r選擇快速繁殖，后代多，壽命短K選擇繁殖慢，后代少，壽命長(zhǎng)r策略：不穩(wěn)定環(huán)境中占優(yōu)勢(shì)K策略：穩(wěn)定環(huán)境中占優(yōu)勢(shì)生活史對(duì)策資源分配生長(zhǎng)、維持和繁殖間的權(quán)衡1繁殖時(shí)機(jī)早熟vs晚熟的取舍2繁殖投入后代數(shù)量vs質(zhì)量的權(quán)衡3壽命策略衰老與死亡時(shí)間的進(jìn)化4第十一章：種群管理和保護(hù)1保護(hù)目標(biāo)設(shè)定明確保護(hù)優(yōu)先級(jí)2威脅因素分析識(shí)別主要風(fēng)險(xiǎn)3管理策略制定確定干預(yù)措施4監(jiān)測(cè)與評(píng)估持續(xù)跟蹤效果瀕危物種保護(hù)棲息地保護(hù)建立自然保護(hù)區(qū)遷地保護(hù)動(dòng)物園和植物園保育種群增強(qiáng)人工繁育和放歸法律保護(hù)立法禁止捕殺和貿(mào)易外來(lái)入侵種管理1預(yù)防入侵邊境檢疫和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估2早期監(jiān)測(cè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)新入侵種3快速響應(yīng)發(fā)現(xiàn)立即消除4控制管理限制已建立種群擴(kuò)散漁業(yè)資源管理捕撈配額限制捕撈總量1禁漁期保護(hù)繁殖季節(jié)種群2網(wǎng)目限制保護(hù)幼魚(yú)3海洋保護(hù)區(qū)禁止或限制捕撈4資源評(píng)估監(jiān)測(cè)種群動(dòng)態(tài)5害蟲(chóng)種群控制生物防治利用天敵控制綜合防治多種方法協(xié)同耕作措施輪作、間作等化學(xué)防治科