第八章 种群动力学.doc

第八章 种群动力学 正如Adolph Murie所见到的，一只灰狼朝着下坡的20只多尔大角羊 Murie研究在Danali山国家公园里狼群和多尔大角羊的相互作用，他研究的主要目的是明确狼是否猎杀了足够数量的羊，以此来证明人们要求降低狼群数是合理的。 Murie继续从事他的几项研究，正如在上述的这个例子中，他直接观察狼群和羊群。同时，他也会通过冬天的积雪来追踪狼群，其目的是要找到狼的猎获物，这个踪迹会显示狼和他们的猎物之间的相互作用的记录。狼在什么地方猎获多尔大角羊，他们就会在那个地方留下羊的头骨，这就像指示器追踪一样提供了丰富的线索。Murie可以根据头骨的羊角的大小来判断羊的年龄，并且羊角还可指出羊的性别。牙齿是羊一般生存条件的指示，磨损的牙齿可以显示羊营养不足及体质虚弱。在Danali山国家公园仔细的搜寻过程中，发现了608个羊头骨的样本，Murie 用这些样本来研究羊死亡的原因和年龄。这些头骨表明多尔大角羊群体中死亡的数量主要集中在幼龄羊和老年羊上，正如Murie 直接观察所显示的，在群体中的大多数羊都可以轻而易举地避开狼的袭击。 50年后，在东部埃及的岩石沙漠地区，Ahmad Hegazy（Cleome droserifolia，它们已被沙漠居民和草药医生作为药用植物大量地开采。Hegazy的研究被推进，因为他的研究关注的是大量地采伐正导致这种稀有植物物种的灭绝。像Murie一样，在Hegazy研究的群体范围内，他收集的信息使他深入地了解寿命和死亡的模式。他收集的是有关植物种群产生种子数量的信息、有关种子传播的信息及在土壤中种子数量的信息。同时，他也研究籽苗和幼年植物，以及幸存的成熟植物的定居情况。 尽管Hegazy不必遍及整个冬天的积雪来从事他所研究的生物，但是Cleome种群使他面临的令人生畏的挑战并不比Murie所面临的少。首先，Cleome在生命时期有很高的数量和多样性，包括花、果实、种子、籽苗、幼龄植物和成熟植物。除此之外，Murie研究的种群数量是以百计数的，而Hegazy研究的种子种群的数量是以百万计数的。然而Murie须估计的是一个寿命仅有12年的生物体的生存和繁殖模式，但是Hegazy必须估计的是一个生活近80年的生物体的生存和繁殖模式。HegazyCleome种群的仔细分析提供了管理这些物种的方法，这种方法可以促进其生存及允许其在传统医疗方面的应用。 Adolph Murie对狼和多尔大角羊的经典研究及Hegazy近期对沙漠植物的研究把我们引进了另一个种群生物学的领域，种群动力学。在第七章中，我们调查研究了种群分布和丰富度。然而，这样做，我们就不得不在一个特殊的时刻适时地固定种群。但实际上，分布和丰富度的模式是由出生率、死亡率、迁徙率及移居率之间的动力平衡所造成的，这些动力学过程是这一章的主题。 种群动力学涉及我们称之为种群行为的内容。然而，种群行为不同于生物个体的行为，种群动力学发生在生物组织的不同水平、群体和个体的水平。另一个主要的不同之处在于要不是由于高度地区化的微小动植物群体，种群进程就会在更大的空间，更长的、一时的规模上结束。这种在规模上的不同隐藏了所有的现象，除了那些没有受到协助的人类观察者所观察到的最明显的种群现象。为了理解和探究种群动力学，我们需要种群生态学的数学工具，这些定量化工具可给我们打开一扇无形现象之窗。 在种群问题上，我们很难去追踪每一件事情。种群的分布也许在扩张和缩小。数量也许在一段时间内增长，然后又极具下降。先前没有记录的物种的新群体也许会突然出现在某一个地区，存留了一个季节或十年，然后消失。评估像生存和出生率这样的性质需要大量的信息。个体的数量也许会在十几只到几百万只范围内变动，这样的数字使种群生态学家崩溃。另外，不同年龄和性别的个体对种群动力学做出贡献是不同的，所以必须要分别关注。为了整理种群动力学的探究内容，我们首先需要考虑的就是群体中的生存模式和年龄分布，种群在大小上有时增加，有时减少，那么我们就需要定量化工具来理解这样的变化。最后，我们会将个体移入或者移出群体，通过这样的方式来检验这种做法对群体产生的影响。 概念： 在种群中用存活曲线概述生存模式 种群的年龄分布可反映出生存、繁殖及发育潜能的历史情况 生命表与生殖力表相结合可以被用来评估净繁殖率（R0），增长的几何数（λ），世代时间（T），每头的增长率（r） 散布可能会提高或降低当地种群密度 生存模型： 在种群中用存活曲线概述生存模式 依照环境情况，生存模型在物种之间是多种多样的，并且甚至在单一的物种中也是多样化的。有些物种生育了数以百万的幼仔，反而，这些幼仔却以很高的速率死亡。而其他的一些物种仅生育几只幼仔，但它们可以很好的照顾幼仔，物种的幼龄化程度以高速度不断发展成为上述这种生存模式。而其他的物种同样显示出