植物生态学 Plant Ecology 榆林学院生命科学院

种群的概念和植物种群特点 种群分布 种群的数量特征 第8章. 植物种群的分布和数量 种群的概念和植物种群特点 种群分布 种群的数量特征

生物的组织层次

种群概念和植物种群特点 种群（population)的概念 自然种群的特征 在同一时期占有一定空间的同种生物个体的集合。 空间特征: 种群具有一定分布区域 数量特征: 种群密度是变动的 遗传特征: 种群有一定得基因组成

荒漠沙地柏灌木林 内蒙古乌审旗

Swimming in Sea

Flying In Sky

种群的性质特征 空间性质：范围和边界，生态耐受性和亲缘 数量性质：丰度，密度，大小，生物量 分布性质：在一个区域内均匀和异质的分布 物候学和节律性：生长和生命周期 群居：种群最小密度 相互关系:传粉，捕食，竞争 动力学性质：出生，死亡，迁入/迁出

种群的数量特征 (1)种群大小（size）和种群密度(density): 种群大小:种群全部个体数目的多少。 种群密度:单位面积内生物种群个体的数量。 密度是种群自动调节的基础。 种群密度有粗密度和生态密度之分。 粗密度是指单位总空间内的生物个体数（或生物量）；生态密度则是指单位栖息空间内某种群的个体数量（或生物量），因此，生态密度常大于粗密度。

Nt+1=Nt+B+I-D-E 种群数量变化的公式： Nt+1—t+1时种群的数量； Nt—t时种群的数量 ； B—新出生的个体数 ；

2.出生率、死亡率和增长率 出生率是指种群产生新个体的能力。是种群内个体数量增长的重要因素，常用单位时间内产生新个体的数量表示。 出生率分为最大出生率和实际出生率或生态出生率。 最大出生率也叫绝对或生理出生率，是在理想条件下产生新个体的理论最大值，对于特定种群，它是一个常数。 实际出生率表示在一定的环境条件下产生新个体的能力,其大小随种群数量、年龄结构以及环境而改变。

死亡率是描述的是种群个体的死亡情况，是种内个体衰减的数量。 死亡率分为最低死亡率和实际死亡率或生态死亡率。 最低死亡率是在最适宜条件下的死亡率，种群个体都活到生理寿命才死亡。而实际死亡率受环境条件、种群大小和年龄组成的影响。

增长率：是描述种群数量变化的重要指标，是指单位时间内种群数量增加的百分数。 （出生率+迁入率）-（死亡率+迁出率）

影响出生率、死亡率和增长率的因素有：环境条件、种群年龄、性别结构等。

植物种群的特性 植物是固着生长的自养性生物 植物具有无限的分生的能力 植物是构件生物 植物的生殖方式多样 植物具有高度的可塑性和生态耐受性

个体和发育形态可以预测

单体生物和构件生物

植物的构件种群 构件生物是指其个体可由一个合子发育成的一套构件组成。如一株树有许多树枝，一个稻丛有许多分蘖。Harper (1978)把合子称为基元（motif），个体上的结构单元（如枝条系统等）称为构件。在高等植物种群的数量统计中，构件的结构、数目与分布状况往往比基元更为重要。

构件生物的形成方式

种群的分布 种群的空间分布 种群内个体的分布格局

自然鸟巢 人工招引的鸟巢 累累啄痕 自控健康林带 典型栖息地 野外调查

同一物种的种群空间分布可能有3种类型： 同地种群 (sympatric population)：占据相同的空间或重叠空间，个体间存在交配的可能性。 异地种群 (allopatric population) : 彼此相隔遥远，不存在每个世代随机交配的可能性。 邻接种群 (parapatric population) :生活在毗邻的两个地区，在空间上是临近的或没有空间隔离，在彼此的接触区彼此间的交配时可能的。

种群方面的案列 植物 昆虫 动物

毛虫军团蚕食新疆、12万亩草场 牲畜被迫转场

近年来，青海三江源天然云杉林中植物寄生害矮槲寄生暴发，导致大面积林木枯死。

云杉矮槲寄生Arceuthobium sichuanense的生命周期 茎 芽 花 种 子 花 种子 果实 果实 云杉矮槲寄生Arceuthobium sichuanense的生命周期

钻蛀性害虫天牛和小蠹导致大面积落叶松枯死 内蒙古阿尔山

濒危植物水杉 濒危植物珙桐

濒危动物朱鹮 濒危动物褐马鸡

朱鹮的案列 朱鹮（Nipponia nippon）种群大小在20世纪大幅度下降，由东亚地区的常见种衰退到仅剩两对（刘荫增,1981）。动物研究所李欣海副研究员等通过建立生境地理信息系统数据库和朱鹮历史分布的数据库，构造了多因素多尺度模型，量化地分析了朱鹮逐渐衰退的过程。

朱鹮的案列 朱鹮（Nipponia nippon）种群大小在20世纪大幅度下降，由东亚地区的常见种衰退到仅剩两对（刘荫增,1981）。动物研究所李欣海副研究员等通过建立生境地理信息系统数据库和朱鹮历史分布的数据库，构造了多因素多尺度模型，量化地分析了朱鹮逐渐衰退的过程。

朱鹮的案列（一） 朱鹮（Nipponia nippon）种群大小在20世纪大幅度下降，由东亚地区的常见种衰退到仅剩两对（刘荫增,1981）。动物研究所李欣海副研究员等通过建立生境地理信息系统数据库和朱鹮历史分布的数据库，构造了多因素多尺度模型，量化地分析了朱鹮逐渐衰退的过程。 Li, X. H.(李欣海), H. D. Tian (田会东), and D. M. Li (李典谟). 2009. Why the crested ibis declined in the middle twentieth century? Biodiversity and Conservation (published online: 05 Feb. 2009)

朱鹮的案列 1950年前，栖息在湿地丰富并有较多人类活动的区域；后来其活动区逐渐退缩到海拔高、湿地少、人口稀疏的地区。 多尺度分析证明朱鹮在任何尺度都倾向在湿地丰富的地区生活，仅在较小的尺度下倾向于乔木丰富的生境。研究人员 朱鹮曾经适应了农村湿地的环境，然而人类耕作方式的改变（农药和化肥的使用）导致了朱鹮分布区的退缩和种群濒危现象。

种群内个体的分布格局

种群的空间结构 内分布型：组成种群的个体在其生活空间中的位置状态 均匀分布 随机分布 聚集分布

种群分布格局的类型与检验方法 种群分布格局 种群分布格局的检验方法 均匀分布——正二项分布 随机分布——泊松分布 聚集分布——负二项分布 2检验 分布系数(Cx)法 Moore的检验 Morisita的格局指数(I)法 根据距离测度的随机分布检验

泊松分布的检验—分布系数检验 0 1 >>1 S2/m: 方差/平均数 x: 样方中个体数； f: 出现频率 N: 样本总数

种群的数量特征 种群的取样分析 种群的数量和密度 种群的年龄结构

种群的取样分析 机械随机取样法 分层随机取样法 无样地法

种群的数量和密度 种群的大小：是一定区域内种群个体的数量、生物量、能量。 密度：单位面积(或空间)上的个体数 密度的查数： 种群边界的确定。 单体生物和构件生物的个体单位确定 绝对密度和相对密度

绝对密度的计算方法 总数量调查（total count）;航空摄影的飞鸟 取样调查(sampling methods)： 样方法(use of quadrats) 标志从捕法(mark-recapture methods)

样方法 宁夏盐池

样方法： 小样地（10 m ×10 m） 10m 10m

动物种群密度估计——标志重捕法 N＝? N＝ M *(n/m) M 因为：N/M=n/m 过一段时间 m n

1 2 3 4 N/M＝80/20＝n/m=20/5 ；重要假设：随机分布，密度不变

相对密度的计算方法 捕捉（trapping）：捕鼠夹 粪堆(pellet count)： 100（堆）÷5（堆/鹿·天） ÷2=10鹿 鸡叫计数(call count) 毛皮收购记录(peel record) 单位鱼捞努力鱼数或者生物量（catch per net fishing effort ） 计数动物活动痕迹 ：洞穴，雪印，巢

种群的统计参数 Nt+1-Nt = (b-d)+(i-m) b: 出生率 初级种群参数： 次级种群参数： d: 死亡率 i: 迁入 年龄结构、性比、种群增长率

种群的出生率和死亡率 出生率 b 死亡率 d 1. 生理死亡率(最小死亡率):在最适条件下个体因衰老而死亡,其种群死亡率降到最低. 1. 生理出生率(最大出生率):在理想条件下所能达到的最大出生数量. 2. 生态出生率(实际出生率):在一定时期内,种群在特定条件下实际出生数量.内外因素共同作用影响的结果. 死亡率 d 1. 生理死亡率(最小死亡率):在最适条件下个体因衰老而死亡,其种群死亡率降到最低. 2. 生态死亡率(实际死亡率):在一定条件下的实际死亡率.许多个体死于各种生物或非生物影响的因素. 增长率 r=b-d

出生率、死亡率、增长率

种群年龄结构及其意义 年龄锥体的三种基本类型

年龄结构和性比

植物种群的两个水平的数量统计 马尾松种群年龄结构（董鸣，1988） 黑松叶龄结构（Maillete, 1979） 横坐标为年龄 横坐标为数量 纵坐标为数量 黑松叶龄结构（Maillete, 1979） 横坐标为数量 纵坐标为年龄