生態學（ecology） 研究生物與環境之間如何交互作用的科學

第一節 個 體 和 族 群

個體（individual） 生命世界的基本單位 能進行生長、生殖、代謝等生命現象，可直接利用環境的資源而生活 在自然環境中，生物通常不會單獨生活

黃斑椿象成蟲個體 圖3-1　個體與族群：A.黃斑椿象成蟲個體

交配中的小灰蝶，個體能進行生長、生殖、代謝等生命現象

族群（population） 在特定時間及空間內的同一種生物個體的集合

圖3-1 個體與族群：B.在一片葉子上的黃斑椿象幼體族群。 在一片葉子上的黃斑椿象幼蟲族群 圖3-1　個體與族群：B.在一片葉子上的黃斑椿象幼體族群。

白鷺鷥的族群

個體組成族群具有哪些益處呢 一、保護作用 二、有利於生殖及繁衍後代 三、對環境適應較佳

保護作用 單一個體在覓食和防禦時力量較為薄弱，在惡劣環境中也較難生存，但若形成族群則可因個體之間的分工合作而取得優勢

蛾類幼蟲，集合在一起具有恐嚇敵人、保護自己的功能

有利於生殖 較多的個體生活在一起，顯然可以提高配對的機會

拉都希氏蛙在繁殖期間，具有群聚現象

蟑螂以交尾方式交配

褐樹蛙進行假交配

翡翠樹蛙之假交配，樹蛙下方白色物質，為其卵泡

對環境適應較佳 就長遠來看 單一個體對環境變化的適應有限 族群則因擁有各種不同基因組合的個體，故能在變動的環境中有較佳的延續

族群中的成員對資源的需求都相同，當個體聚集成族群時，也可能會產生不利的影響。

在食物有限的環境中，有些個體可能就搶不到食物 在生殖季節中，有些雄性個體無法得到交配的機會

探討族群問題 族群密度 年齡結構 生存曲線 族群動態平衡

3-1.1 族群密度 單位空間（S）內族群的個體數（N）稱為族群密度（population density, D），即D＝N／S

通常族群密度必須配合棲息環境來表示： 陸域環境以面積表示，即每平方公尺有多少個體數 水域環境則以體積表示，每立方公尺有多少個體數

調查族群密度時，需要有比較才有意義 如民國60年某一蔗園中溝鼠的族群密度為每平方公里50隻，而民國 70年此區溝鼠的族群密度為每平方公里30隻，這時就會引起一些問題： 如「為什麼該區溝鼠的族群密度會減少？」「是因環境汙染亦或人類捕殺所造成的呢？

想一想 臺灣地區的面積有36,006平方公里，試算出下表不同年度的人口密度。 比較民國 90年～ 93年的人口密度，你有什麼發現？ 年別 人口數（千人） 人口密度 （千人／平方公里） 90年 22,406 91年 22,521 92年 22,605 93年 22,689 資料來源：行政院 研考會「2005臺灣年鑑」）

族群大小 出生率 死亡率 遷出率 遷入率 族群大小的變化

族群大小的變化 成長的族群 衰退的族群 穩定的族群 出生率－遷入率＞死亡率－遷出率 出生率－遷入率＜死亡率－遷出率 　　出生率－遷入率＞死亡率－遷出率 衰退的族群　 　　出生率－遷入率＜死亡率－遷出率 穩定的族群 　　出生率－遷入率＝死亡率－遷出率

3-1.2 年齡結構 族群內具有不同年齡的個體，其在族群中所占的比例狀況稱為年齡結構（age structure） 3-1.2 年齡結構 族群內具有不同年齡的個體，其在族群中所占的比例狀況稱為年齡結構（age structure） 在不考慮遷移的情況下，年齡結構可用來預測該族群未來的發展趨勢

以人類為例 三種基本類型的人類族群年齡結構圖：

成長型族群 A圖呈典型金字塔形，表示該族群中有大量幼年個體，而老年個體較少，所以其族群個體數將隨著時間而增加，故為成長型族群

衰退型族群 B圖因基部較窄而頂部較寬，故可知其族群中幼年個體比例較少而老年個體比例較大，所以其族群個體數將隨著時間而減少，故為衰退型族群

穩定型族群 C圖中，老年、中年及幼年個體的比例介於A圖和B圖之間，故相較之下為穩定型族群。 C.為穩定型族群：1977年瑞典的年齡結構圖。

3-1.3 生存曲線 若將某種生物族群的生命期畫分成若干年齡階段，然後分別求出每個階段的存活率，再畫出曲線，便是該生物的生存曲線（surviorship curve）

生存曲線 一般可分為三種類型，分別為 凸型 對角線型 凹型

圖3-3　三種動物的生存曲線：人 ── 凸型；海鷗 ── 對角線型；牡蠣 ── 凹型。（註：年齡百分比係以各動物最長壽年齡為100 %）

凸型曲線 生命初期及中期的死亡率低，而在生命晚期死亡率急遽升高 例如：人類

對角線型曲線 生物死亡率在各個年齡階段沒有多大差別 例如：海鷗

凹型曲線 生物在生命初期的死亡率很高，而後的死亡率便大幅下降 例如：牡蠣

岩石上附著之牡蠣

不同類型的生物演化出不同的生存策略以因應其特定的環境。 研究各種生物的生存曲線，可應用在物種保育或是資源利用的管理

3-1.4 族群的動態平衡 適應期 對數期 減速期 平衡期 圖3-4　典型的族群S型成長曲線模式圖

適應期 當生物族群剛進入一個地區時，為了要適應環境，所以族群個體數往往只能緩慢上升

對數期 一旦適應環境後，生物的生殖潛能便充分發揮，而使個體數有如對數函數一般地上升

減速期 隨後因為個體數增加造成食物、空間不足及代謝物累積的環境阻力，而使個體數的上升趨緩

平衡期 但是一個地區所能供養的族群個體數不可能無限上升，所以當個體數上升到環境所能供養的最大負荷量時，往往就不再持續上升

動態的平衡 環境時時在變動，生物的個體數也會隨之變化 所以到達最大負荷量之後的族群，往往因為環境阻力而使其個體數下降，隨後又因為生殖潛能而使其上升，如此不斷重複的下降、上升，而形成一種動態的平衡

圖3-4　典型的族群S型成長曲線模式圖