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第四章 生态系统中的生物种群 第一节 种群的概念与种群统计学基本参数 一、种群概念 （一）种群的定义 种群(居群、繁群、 Population)：指特定时间内栖息于特定空间的同种生物的集合群。种群内部的个体可以自由交配繁衍后代，从而与邻近地区的种群在形态和生态特征上彼此存在一定差异。种群是物种在自然界中存在的基本单位，也是生物群落基本组成单位。 生物种：是一组彼此能互配并产生后代的种群，组与组之间在生殖上是隔离的。分布广泛的物种常在形态、生理、行为与遗传特征上存在广泛变异。 空间特征 数量特征 遗传特征 二、种群密度与阿利氏规律 （一）种群的密度 1、绝对密度 ① 所有个体的直接计数 ② 取样调查：样方法、标志重捕、去除取样法 2、相对密度 遇见率、捕获率、粪堆、毛皮收购量、单位捕捞力量渔获量。 （二）阿利氏规律 （Allee’s law） （三）种群个体的空间分布类型与集群现象 1．种群个体的空间分布类型 2．集群现象及其生物学意义 有利：繁殖 、防卫 、索饵 、提高游泳效率、改变环境化学性质以抵抗有毒物质，若形成社会结构，自我调节及生存能力更强。 不利：种内竞争、大量被捕食 成因：水动力条件、温盐及营养盐含量变化等等。 三、种群的年龄结构和性比 (一) 种群的年龄结构 1、种群中各年龄期个体的百分比 2、稳定年龄结构 从理论上说，种群在一个恒定的环境里，迁入及迁出保持平衡或者不存在，且当其出生率与死亡率相等时，各年龄级的个体数基本上保持不变。 3、优势年龄组（dominant age class） 如美洲兔和加拿大猞猁每隔9~10年，都可见到一个数量高峰年，平均是9.6年 。 种群的年龄结构既取决于种的遗传特性，同时也取决于具体的环境条件，表现出对环境的适应关系。 （二）性比（sex ratio） 大多数种群倾向于保持1：1，种群性比的变化是种群自然调节的一种方式。 鱼类 ：食物保障变化→物质代谢过程改变→内分泌作用改变→性别形成 捕捞的影响也会影响种群的性别组成 四 、出生率和死亡率 （一）出生率与死亡率 最大出生率（maximum natality） 实际出生率（realized natality）或生态出生率（ecological natality） 最低死亡率（minimum mortality） 实际死亡率（生态死亡率， ecological mortality） 生理寿命（physiological longevity） （二）生命表和存活曲线 1、动态生命表 （dynamic life table）或称股群生命表（cohort life table） 根据观察一群同期出生的生物的存活（或死亡）情况所得数据而编制的，又称为特定年龄生命表。 2、 静态生命表（static life table） 根据某一特定时间，对种群作年龄分布的调查结果而编制，所以又称为特定时间生命表 。 第二节 种群的数量变动与生态对策 一、种群增长的数学模型 （一）种群的指数式增长模型 假设：空间、食物无限，种群增长率不随密度变化 1、离散增长 假定：①增长无限；②世代不重叠；③没有迁入和迁出；④不具年龄结构 N0 ＝10 N1＝N0 λ＝10×2＝20 N2＝N1λ＝20×2＝40 …… N t＝N t—1 λ 或 N t＝N0 λt λ：种群的周限增长率（reproductive rate） 2、连续增长（世代重叠） N t＝N t—1 λ ＝N0 λt → log10 N t ＝log10 N t—1 ＋t log10 λ dN/dt＝N log10 λ＝rN（指数增长模型） 即： N t＝ N0ert （二）种群的逻辑斯谛增长（饱和增长）模型 种群数量继续增加时，物种内竞争将越来越激烈，上式 （dN/dt）·（1/N）代表每一个体的瞬时增长率， N t →0时，增长率为r， N t →K，增长率→0，假设这种制约是线性的。 直线方程： 整理得： （三）具时滞的种群增长模型 二、自然种群的数量变动 （一）自然种群数量变动 季节变化（seasonal variation） 年（际）变动（annual variation） 种群数量的非周期性变动 种群暴发或大发生 （二）种群数量变动的相对稳定性 条件相对稳定的情况下，种群数量只在一定范围内发生较小的波动，有一定的上、下限