种群生态
考点1种群的基本特征
种群有3个基本特征:空间特征,种群具有一定分布区域;数量特征,每单位面积(或 空间)的个体数量(密度)是可变动的;遗传特征,种群具有一定基因组成,区别于其他物 种,但基因亦处于变动之中。
考点2种群的密度
种群的密度是种群的数量特征,主要是指种群在单位面积或单位体积中的个体数量。 种群密度一般用相对密度来表示。
其相对密度可用公式表示为:
D=n/ (.a • t)
上式中,D为种群相对密度,〃为个体数目,a为地区面积*为时间。
种群密度又分为粗密度(原始密度)和生态密度(经济密度):
(1) 粗密度,是指单位空间内的个体数(或生物量)。
(2) 生态密度,是指单位栖息空间(种群实际所占据的面积或空间)内的个体数(或生 物量)。
此外,种群密度过高或过低都会影响种群数量,由此引出最适密度的概念,即维持种 群最佳状况的密度。
考;点:3种群的随机分布
随机分布比较少见,只有当环境均一、资源全年平均分布、生境条件对于很多种的作 用都差不多,种群内成员间的相互作用并不导致任何形式的吸引与排斥时,才会出现随机 分布。任一个体的分布不受其他个体分布的影响,每个个体在种群分布空间内各个位置 出现的机会相等。
考,点4种群的均匀分布
均匀分布是指种群的个体等距分布,或个体之间保持一定的均匀的间距。均匀分布 产生的原因,主要是在资源分布均匀的条件下种群内个体间的竞争。自然界中均匀分布 比较少见,而人工植物群落一般为均匀型。
考点5种群的集群分布
集群分布是最常见的分布型,是动植物对生理差异发生反应的结果,同时也是受气候 和环境的日变化、季节变化、生殖方式和社会行为的影响而形成的。种群个体的分布极不 均匀,常成群、成簇、成块或呈斑点地密集分布。集群分布的主要原因包括:环境自然分布 不均匀,富饶与贫乏相连;种群传播种子方式使其以母株为扩散中心;动物的社会行为使 其结合成群。但种群总是避免过分分散和过分拥挤,使种群内个体能获得最佳的生活和 生存条件。人类的人口分布就是集群分布,这主要是由于社会行为、经济因素和地理因素 决定的。
考点,6出生率
出生率泛指任何生物产生新个体的能力,而不论这些新个体是通过分裂、出芽、结籽、 胎生等哪一种方式。出生率常以单位时间内产生的新个体数来表示:
绝对出生率:Ba=AN/&
相对出生率:Bs=&V/(N - &)
上式中:N为种群个体数,—N为种群产生的新个体数,&为单位时间。
出生率又可用生理出生率和生态出生率表示。生理出生率又叫最大出生率,是在种 群的理想条件下(即无任何生态因子的限制作用,生殖只受生理因素限制)所能达到的最 大出生率,对某个特定的种群,是一个常数;生态出生率又叫实际出生率,是指在某个真实 的或特定的环境下种群的实际出生率,这是在自然条件下经常出现的出生率,不是固定 的,会随着种群大小、组成和物理环境条件的不同而变化。
考点7死亡率
它用来描述种群中个体死亡的速率,是种群的数量衰退的因素,像出生率一样,死亡 率可以用特定时间中死亡的个体数(单位时间死亡数)来表示:
绝对死亡率:Da=AN/&
相对死亡率:Ds=AN/(N・&)
上式中:N为种群个体数,—N为死亡的生物个体数,&为特定的时间。
和出生率一样,死亡率也可用生理死亡率(最小死亡率)和生态死亡率表示。前者是 种群的常数,表示在理想的或无限制的条件下死亡的个体数,也就是说,在最合适的条件 下,个体将死于由生理寿命决定的“老年”。种群的生理寿命是指种群处于最适条件下的 平均年龄,而不是某个特殊个体可能具有的最长寿命。后者又称为实际死亡率,是在自然 条件下真正的死亡率,它也像生态出生率一样不是常数,会随着种群状况和环境条件而改 变,即种群内的个体达到生态寿命长度。种群的生态寿命是指种群在特定环境条件下的 平均寿命。
考点8 种群的迁入率与迁出率
- 迁入率,是指一个种群中,单位时间内迁入的个体占该种群个体总数的比率。
- 迁出率.是指一个种群中.单位时间内迁出的个体占该种群个体总数的比率。 迁入和迁出影响种群数量的变化。迁出使种群数量减少,迁入使种群数量增加。
考点9环境容址
某种群在一个生态系统中所能稳定达到的最大数量或最大密度称为该系统或环境对 该种群的容纳量,即环境容量,常用K来表示。当种群密度水平高于或低于K值时,种群 数量就会趋向于减少或增加,使其稳定在K值附近。K值的大小,取决于两个方面:资源 条件,即环境因素.包括光、温、水、气、养分、空间等;种群的遗传特性,包括食性、行为、适 应能力等。
考点10内禀增K率
内禀增长率是指在环境条件没有限制性影响时,由种群内在因素决定的最大相对增 殖速度,其单位为时间的倒数。
内禀自然增长率是环境无限制时最多产的个体所产生的数量,反映了一种理想状态。 内禀增长率是由物种遗传特性决定的,是种群增长固有能力的唯一指标。与实际条件下 的各种增长率进行比较的差值可看作是环境对生物增值阻力的量度,称为环境阻力。
考点11种群増K型
- 指数增长
J型增长中.假定其所处的食物和空间是无限的,种群的增长率不受密度制约.种群 密度开始增加缓慢后迅速呈指数形式,然后突然停止。分以下两种类型:
- 种群世代不重叠的增长模式一离散增长。世代分离指种群的增长是一代一代 地增长,呈离散型。一个世代只生殖一次,世代间没有重叠。
- 在种群世代有重叠的情况下的模式一一连续增长。若种群的增长与种群密度无 关,种群内的个体都具有同样的生态学特征,且世代间有重叠,环境没有限制性影响,种群数量以连续的方式改变,其增长的规律可以用微分方程式来表示,即该种群仍表现指数型 增长:
dN/dz = rN
上式中:N为种群数量,〃为种群的增长率。
- 逻辑斯谛增长
在自然条件下,环境条件总是有限的。在有环境阻力的情况下,种群的增长在开始时 种群数量少,增长缓慢,随后逐步加快,随着环境阻力的增加,增长速度下降,直至种群数 量达到一定平衡水平,这个过程是S型增长,这个曲线方程是在指数方程的基础上添加了 一个新项(1 —N/K)。奥德姆也曾用文字来表述这种关系:种群增长率=[最大可能增长 率种群个体数]X [最大增长率的实现程度]一[不能实现的增长],用数学公式可以表 示为:
dN/dt = rN(l-N/K)
上式中:N为种群数量,K为环境容量,(1 —N/K)表示环境阻力,即允许度,其值在 0—1之间。当N=K时,允许度为零,种群停止生长。
考点12逻辑斯谛增长曲线的形成过程及各阶段的特征
逻辑斯谛增长是具密度效应的种群连续增长模型,比无密度效应的模型增加了两点 假设:
- 有一个环境容纳量。
- 增长率随密度上升而降低的变化,是按比例的。按此两点假设,种群增长将不再 是J型,而是S型。
S型曲线有两个特点:
- 曲线渐近于K值,即平衡密度。
- 曲线上升是平滑的。
逻辑斯谛曲线常划分为5个时期:
- 开始期,也可称潜伏期,由于种群个体数很少,密度增长缓慢。
- 加速期,随着个体数增加,密度增长逐渐加快。
- 转折期,当个体数达到饱和密度一半(即K/2时),密度增长最快。
- 减速期,个体数超过K/2以后,密度增长逐渐变慢。
- 饱和期.种群个体数达到K值而饱和。
考点13年龄金字塔的类型和特点
按锥体形状,年龄锥体可划分为3个基本类型:
(1)增长型种群:锥体呈典型金字塔形,基部宽,顶部窄。表示种群有大量幼体.而老 年个体较少,种群的出生率大于死亡率,是迅速增长的种群。
(2) 稳定型种群:锥体形状和老、中、幼比例介于增长型和下降型种群之间。出生率和 死亡率大致平衡•种群稳定。
(3) 衰退型种群:锥体基部比较窄而顶部比较宽。种群中幼体比例减少而老体比例增 大,种群的死亡率大于出生率。
考点14 1*1然种群的数ht变动类塑
(1) 种群增长。种群按J型或s型增长达到最大数量后,密度并非保持不变,而是围 绕某一水平上下波动,波动呈规则:缓和曲线的是S型,剧烈曲线的是J型。
(2) 季节消长。季节消长是指种群数量在一年四季的变化规律,是自然种群数量变动 很常见的情况。
(3) 不规则波动。种群数量的年间变动,有些是规则的,有些是不规则的。引起不规 则波动的重要原因.通常是环境条件,尤其是气候异常。
(4) 周期性波动。种群数量除季节消长外,在年间也有波动,称为年波动。有规则的 年波动为周期性波动。周期性波动常见于比较简单的生物群落,且数值高峰往往在广大 区域同时出现。
(5) 种群爆发或大发生。凡不规则或周期性波动的生物都有可能出现种群大发生,如 虫害和鼠害等现象。种群爆发的典型例子是沿海赤潮等现象的出现。
(6) 种群平衡。种群平衡是指种群在一段很长的时期内几乎维持在一个水平上。种 群达到平衡后,种群数量围绕平衡点上下波动。
(7) 种群的衰退与灭绝。种群衰退与灭绝是指因环境条件恶化导致种群中个体种群 数量持续减少,甚至灭亡的现象。
(8) 生态(生物)入侵。生物入侵是指生物由原生存地经自然的或人为的途径侵入到 另一个新的环境,对入侵地的生物多样性、农林牧渔业生产以及人类健康造成经济损失或 生态灾难的过程。
考点15种间关系
- 竞争
具有相似要求的物种,为了争夺空间和资源而产生的一种直接或间接抑制对方的现 象称为种间竞争。
- 捕食
捕食是指所有前一营养级的生物取食和伤害后一营养级的生物的种间关系。广义的 捕食.包括传统捕食、植食、拟寄生和同种相残。在一个正常的生态系统中.捕食者与被食 者之间由于互相制约保持着相对平衡的状态。
- 共生
共生是指两种不同生物之间所形成的紧密互利关系。广义的共生,包括偏利共生、原 始合作和互利共生。偏利共生指的是共生的两种生物,一方得利,另一方不会受到伤害。偏利共生可分为 长期性和短暂性的。
原始合作是指两个生物种群生活在一起彼此都有所得,但二者之间不存在相互依赖 的关系,如果解除这种关系,双方都能正常生存。
互利共生指两个生物种群生活在一起•相互依赖,相互得益共生,使得两个种群都发 展得更好.常常出现在生活需要不同的生物之间。
- 寄生
一种生物寄居于另一种生物的体表或体内,并从后者的体液、组织或已消化物质获取 营养并对宿主造成危害,称为寄生。
- 他感作用
他感作用是指由植物分泌的化学物质对自身或其他群发生影响的现象.也称为化感作用。 考点16物种形成过程
根据冃前广为学者们所接受的地理物种形成说.物种形成过程大致分为三个步骤:
(1) 地理隔离。通常是由于地理屏障形成的,将两个种群彼此隔离开,阻碍了种群间 个体交换.从而使基因交流受阻。
(2) 独立进化。两个地理上和生殖上隔离的种群各自独立地进化,适应各自的特殊 环境。
(3) 生殖隔离机制的建立。这种情况是指由于地理隔离的原因导致了种群的个体之 间分开,当这个屏障消失.两个种群可以重新相遇并接触.但是由于两个种群已经形成了 生殖隔离,导致了两个种群之间不能再进行基因交流.致使形成了两个物种.完成物种的 形成过程。
考点17物种的灭绝
与物种形成相对应,物种的灭绝是指一个种群或整个物种完全丧失了通过繁殖(有 性、无性)来维持生存的能力。物种灭绝是一个非常复杂的现象,产生的原因既有内部原 因,也有外界环境的原因。因此灭绝既有偶然性,也有必然性。物种灭绝,从短时间来看, 是对物种多样性的破坏。但从长远来看,不能适应新环境的旧种的灭绝,为新种的产生腾 出了生态位,提供了必要的条件和良好契机。因此,物种灭绝是生物和环境相互作用的必 要环节。从整个生物圈来看,物种灭绝不仅维持了全球的生物多样性,而且更加有利于生 物的发展和进化。物种受灭绝威胁的主要原因是:生境的破坏;资源过度开发;环境质量 恶化;物种的入侵。这些统称为物种灭绝的“灾害四重奏”。
考点18生态对策
1.厂对策
尸对策者通常出生率高,寿命短,个体小,竞争力弱,具有较强的扩散能力,因为其种
群数量变化较大,经常增大扩展,具有高生产率。〃对策者包括昆虫、细菌、杂草及一年生 短命植物等。
- K对策
在长期恒定的生境中生活的种群尽可能地利用生境的生物称为K对策者。K对策 的生物通常出生率低,寿命长,且扩散能力较弱,竞争能力较强。K对策者包括禾木、大型 肉食动物等。
考点19协调进化
进化的单位是个体或种群,在生态系统之中,物种之间相互影响•共同构成一个相互 作用的协同适应系统。一个物种的进化必然会改变作用于其他生物的选择压力,引起其 他生物也发生变化,这些变化反过来引起相关物种的进一步变化,称为协同进化。包括捕 食者与猎物、昆虫与植物、食草动物与植物、寄生者与宿主的共同进化。
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