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能量从生产者——消费者——分解者,是单向传递,还是可以循环的?
热力学第一定律 热力学第一定律又称为能量转化与守恒定律。其内容为:宇宙间的能量可以从一种形式转换为另一种形式,但决不能被随意创造和消灭。 热力学第二定律(能量衰变定律、熵定律)。其基本含义是:能量在转化过程中总存在着衰变现象,即总有一部分能量从浓缩的、较有序的形态,变为稀释的、不能利用的形态。 分解者(decomposer)主要是生态系统中的各种细菌和真菌。它们能够分解动植物尸体中的有机物并且利用其中的能量,将有机物转化成为无机物供生产者如植物再利用,重新以有机物形式出现于食物链的基层。细菌、蚯蚓、蜣螂等腐食生物也是分解者
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第三章 生物种群
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第三章 生物种群 第一节 种群的概念与特征 第二节 种群的增长模型 第三节种群的数量波动与调节 第四节种群间的相互关系
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第一节 种群的概念与特征 一、种群的概念 二、种群的基本特征 (一)种群的空间分布特征 (二)种群的数量特征 (三)种群的遗传特征
(四)邻接效应
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一、种群的概念 所谓种群(population)是指占据特定空间与时间的同一物种的集合体。 (举例?)
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一、种群的概念 种群不是个体的简单叠加,是通过种内关系组成的一个有机统一体或系统。 种群是一个自我调节系统,通过系统的自动调节,使其能在生态系统内维持自身稳定性。 种群不仅是自然界物种存在、物种进化、物种关系的基本单位,也是生物群落、生态系统的基本组成成份,同时,还是生物资源保护、利用和有害生物综合管理的具体对象。 物种、种群、群落的关系(表3.1) (生物群落是指具有直接或间接关系的多种生物种群的有规律的组合,具有复杂的种间关系。组成群落的各种生物种群不是任意地拼凑在一起的,而有规律组合在一起才能形成一个稳定的群落。)
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二、种群的基本特征 是指各类生物种群在正常的生长发育条件下所具有的共同特征,即种群的共性,而个别种群在特定环境下所产生的特殊适应特征,不包括在此范围。 空间分布特征 种群数量特征 种群的遗传特征 邻接效应
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二、种群的基本特征 (一)种群的空间分布特征
种群内个体在其生存环境空间中的配置方式。种群的空间分布通常可分为均匀型、随机型和成群型三种类型。
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(一)种群的空间分布特征 1.均匀型分布(uniform distribution)也叫规则分布(regular dispersal),种群内的各个个体之间保持一定的均匀的距离。 当有机体能够占有的空间比其所需要的大时,则在其分布上所受到的阻碍较小,这样就使种群中的个体常呈均匀分布。这种分布要求空间资源均匀,再加上人为影响、虫害或种内斗争等而引起。在自然情况下,均匀分布最为罕见。(举例?)
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(一)种群的空间分布特征 2.随机型分布(random distribution)即随机分布(Random dispersion)指每一个体在种群领域中各个点上出现的机会相等。每个个体的出现都有同等的机会。这种分布在自然界中不常见。在资源和空间充足、较均匀时常呈此分布。
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(一)种群的空间分布特征 3.成群型分布(aggregated distribution)即种群内个体的分布既不随机,也不均匀,而是形成密集的斑块。在自然界中,这种分布是最常见的。成群分布又常有成群随机分布和成群均匀分布两种现象。 成群分布形成的原因 植物:1.繁殖特性所致:无性繁殖,种子在附近发芽。2.微域差异:适于某一小区域生活;3.天然障碍:如种子分布障碍;4.动物和人类活动(啃食和破坏等)。(举例?) 动物:1.局部生境差异(集中于资源丰富区);2.气候的节律性变化(越冬集群、迁移等);3.配偶和生殖的结果(成窝、繁殖集群等);4.社会关系(社群结构、优势种等)(举例?)(树駒、企鹅、红嘴鸥)
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(二)种群的数量特征 1、种群大小和密度 种群大小:一个种群全部个体数目的多少叫种群大小。
种群密度:单位空间内生物种群个体的数量叫种群密度。密度是种群自动调节的基础。(单位空间可以指面积:Km2=100公顷(hectare)=100万m2,亩等。也可以指体积:m3, L, ml等。) 种群密度有粗密度(crude density)和生态密度(ecological density)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。
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某池塘内秋季鱼类天然密度高,冬春季节减少,天然密度下降;但是冬春池水也减少,单位水体的鱼增加(生态密度上升)。
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(二)种群的数量特征 2、出生率和死亡率 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(maximum natality)和实际出生率(realized natality)或生态出生率(ecological natality)。最大出生率也叫绝对或生理出生率,是在理想条件下(无生态因子起限制作用,生殖仅受生理限制)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。
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(二)种群的数量特征 2、出生率和死亡率 a. 表示方法: 绝对出生率(B): B=△N/△t ( △N:种群在时间内出生的个体数)
b=△N’/(N0△t) b.影响因素: 性成熟的速度;每次产生后代的数量;每年产生后代的次数。
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(二)种群的数量特征 2、出生率和死亡率 死亡率是描述种群个体的死亡情况,是种内个体衰减的数量。同出生率一样,死亡率分为最低死亡率(minimum mortality)和实际死亡率或生态死亡率(ecological mortality)。最低死亡率是指个体死亡由生理寿命所决定的,也是一个生物学常数。实际死亡率受环境条件、种群大小和年龄组成的影响。 表示方法:绝对死亡率、相对死亡率
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(二)种群的数量特征 2、出生率和死亡率 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。(公式?)
(举例 +\—\0?) 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。
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(二)种群的数量特征 3、种群年龄和性别结构
年龄结构(age structure)是指某一种群中,具有不同年龄级的个体生物数目与种群个体总数的比例。
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(二)种群的数量特征 3、种群年龄和性别结构 年龄结构的表示法:
年龄比例(age ratio):种群中各年龄级的个体数占种群个体总数的比例。 年龄金字塔(age pyramid)(年龄锥体P66):按年龄级由小到大的顺序,将各龄级个体数或年龄比例用图形表示。上下表示年龄级,左右宽度表示各龄级个体数或年龄比例。
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(二)种群的数量特征 3、种群年龄和性别结构 生物种群年龄结构的三种基本类型
(1)增长型种群(expanding population)其年龄结构呈典型的金字塔形,基部阔而顶部窄,表示种群中有大量的幼体和极少的老年个体。这类种群的出生率大于死亡率,是典型增长型的种群 。 (2)稳定型种群(stable population)其年龄结构几乎呈钟形,基部和中部几乎相等,出生率与死亡率大致平衡,种群数量稳定 。 (3)衰退型种群(diminishing population)这类种群的年龄结构呈壶形,基部窄而顶部宽,表示种群中幼体比例很小,而老年个体比例大,出生率小于死亡率,种群数量趋于下降。
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(二)种群的数量特征 3、种群年龄和性别结构
年龄结构的应用: 种群(特别是优势种)年龄结构,直接关系着其本身及其所在群落的发展趋势,是种群及其所在群落的动态趋势的主要指标。测定种群的年龄结构,便可分析它的自然动态,推知它及其所在群落的历史,预测它们的未来。 A.判断动物濒危状况的一个重要标志。 B.研究人口的有用工具。
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降低人口增长率的措施(政策): A.晚育 假如20岁生育,100年生育5代;25岁生育,100年生育4代,少生一代,对于我国来说就意味着少生2亿多人。 B.少生 但长期执行“临界生育水平”(人口增长为零)以下的出生率标准,又会使年龄结构出现衰退型,使社会人口老龄化。
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(二)种群的数量特征 3、种群年龄和性别结构
种群中雄性和雌性个体数目的比例称为性比(sex ratio),也称性比结构(sexual structure),通常分为雌、雄和两性3种类型。
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(二)种群的数量特征 3、种群年龄和性别结构 性比的表示方法: (1)简单性比,雄:雌;
(2)总性比,雌/总数*100%,或雄/总数*100% 受精卵的♂/♀大致是50:50,这叫第一性比。由于种种原因,♂/♀比继续变化,到个体成熟时♂/♀比例叫第二性比。 性比对种群配偶关系及繁殖潜力有很大的影响。
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(二)种群的数量特征 4.种群的迁入和迁出 迁入immigration和迁出emigration是描述种群之间进行交流的生态过程。迁入和迁出的数量影响种群数量变化。 增长率=(出生率+迁入率)-(死亡率+迁出率)
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(三)种群的遗传特征 种群通常是由相同基因型的个体组成,但在繁殖过程中,可以通过遗传物质的重新组合及突变作用使种群的遗传性状发生变异,然后通过自然选择使某些个体更能适应环境特点而占据优势。随环境条件的变化,种群可能发生进化或适应能力的变化。
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(四)邻接效应 当种群的密度增加时,在邻接的个体之间所出现的相互影响,称为邻接效应。邻接效应常表现在密度对形态、产量和死亡率的影响等方面。
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第二节 种群的增长模型 (一)资源无限条件下种群的增长(与密度无关) 指数增长:种群在无限制的环境中,表现为指数增长。
第二节 种群的增长模型 (一)资源无限条件下种群的增长(与密度无关) 指数增长:种群在无限制的环境中,表现为指数增长。 (1)世代不重叠的离散型增长模型: 假定某种群的初始种群数量为N0,经世代1,2,3……t后,种群数量为N1,N2, N3,…… Nt。 种群世代增长率(λ=R0),又称为周限增长率(finite rate of increase)。 λ1=N1/N0, λ2=N2/N1,………λt=Nt/Nt-1。 若环境是无限的,各世代的增长率应相等, 即:λ1=λ2=λ3……=λt=λ。 则:N1=λN0; N2=λN1 ; N3=λN2 …… Nt=λNt-1 =N0λt
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周限增长率(λ)和世代增殖率(R0)的意义相同,所以:
λ= 1,则出生率=死亡率,一个世代后种群数量稳定。 λ< 1,则出生率<死亡率,一个世代后种群数量下降。 λ= 0,则出生率=0,一个世代后种群绝灭。
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(2)世代重叠的连续型增长模型(微分方程)
当世代之间有重叠,种群数量以连续方式变化,通常用微分方程来描述其增长。 dN/dt=rN 积分式为:Nt=N0ert(e为自然对数的底) r为瞬时增长率:r =(lnNt-lnN0)/t。 Nt=N0ert 与 Nt = N0λt相比,可以看出:ert = λt, λ =er ,r=ln λ 周限增长率具有开始和结束的时间,它表示种群大小在开始和结束时的比率。瞬时增长率则表示种群在一瞬间的增长率。
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(2)世代重叠的连续型增长模型(与密度无关)
马尔萨斯(Malthus)方程:又称指数增长模型。(世代重叠)
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若r> 0 ,则出生率>死亡率,种群呈指数增长。
= 0 ,则出生率=死亡率,种群稳定。 < 0 ,则出生率<死亡率,种群呈指数下降。 = - ∞,则出生率=0,种群绝灭。
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(二)、资源有限条件下种群的增长 指数增长是在无限环境中表现出来的,自然界的环境总是有限的,任何种群不可能长期表现为指数增长。 如,一对旅鸫(Turdus migratorius)每年繁殖2次,每窝4枚卵,如果后代全部存活,并按此速度繁殖,10年后种群数量可达 只。30年后,约21021只。该数量的旅鸫可覆盖整个地球,厚度可达7.2公里。显然,这种情况是不可能出现的。 所以,指数增长只能在短期内表现出来。在自然界空间和资源都是有限的,种群的增长表现为S型,称之为逻辑斯谛增长。
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(二)、资源有限条件下种群的增长:(与密度有关)
logistic方程
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逻辑斯蒂增长(Logistic growth)模型:
是比利时学者Verhulst 1838年创立的。 逻辑斯蒂增长模型是指种群在有限环境下,受环境制约且与密度相关的增长方式。
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(1)逻辑斯谛增长的条件和模型: 条件(假定):
种群增长有一个环境条件所允许的最大值,称为环境容量或承载力(carrying capacity),记作K。当种群大小增至K时,种群不再增长。 随着种群密度上升,种群增长率逐渐按比例降低,即每增加一个个体的影响是1/K(种群增长受密度的制约)。 据此,种群增长曲线由“J”型变为“S”型。
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环境阻力 种群数量 时间 指数增长 逻辑斯谛增长 逻辑斯谛增长模型: 积分式为:
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(2)模型的意义 与指数方程相比,该方程新增添了一个因子(K-N)/K,它是瞬时增长率r的修正因子,随密度增加,r按比例下降。修正项(K-N)/K所代表的生物学含义是“剩余空间”或称“未利用的增长机会”。 种群数量由小到大,修正项(K-N)/K由1向0变化,表示种群增长的剩余空间逐渐变小,种群潜在的可实现程度逐渐降低,并且,每N增加1,这种抑制就增加1/K,因此,将这种抑制性影响称为拥挤效应(环境阻力)。
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逻辑斯谛方程的重要意义: P73 1、是许多两个相互作用种群增长模型的基础; 2、是渔业、牧业、林业等领域确定最大持续产量的主要模型
最大持续产量为MSY = rK/4 3、模型中两个参数r 和K,已成为生物进化对策理论中的重要概念。
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逻辑斯谛增长模型的应用: A. 它是生态学的基础模型,许多模型(种间竞争、捕食等模型)是在此基础上发展起来的。 B. 确定资源生物的最大可持续收获量(maximum sustained yield ,MSY)。 根据逻辑斯谛模型,当 , 种群数量 ,种群增长速度(单位时间增加的个体数)最快,此时种群的增长速度为: 如果我们猎取这部分增长的动物资源,其种群数量可保持相对稳定,世代可持续生产量最大,因此我们定义,最大可持续收获量(MSY)等于rK/4。
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例如,生活于南极的蓝温鲸,环境容纳量(K)为150000头,种群增长率(r)为0.053头/头年,那么,种群增长最快时的种群数量为:
NMSY=K/2=150000/2=75000头 最大可持续收获量: MSY=rK/4=(1500000.053)/4=2000头/年 即,在种群数量75000头时,捕捞约2.7%(2000头)最适宜。大于NMSY可多捕,少于NMSY要少捕。
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第三节种群的数量波动与调节 一、种群的数量动态 二、种群的空间动态 三、种群波动的原因 四、种群波动的调节 五、种群进化与生态对策
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一、种群的数量动态 1、种群增长(自然种群的数量变动) P74
种群增长后的数量变动:种群在增长期过后,种群数量多在K值附近波动,这种波动称为种群的数量变动,波动范围表现为相对稳定性。
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种群的季节消长主要受环境季节性变化和生物生活史的适应性变化所调节 (植物的四季变化,春天小麦,秋天玉米,鸟类春季繁殖、夏季季节性繁殖)。
2、 季节消长 种群的季节消长主要受环境季节性变化和生物生活史的适应性变化所调节 (植物的四季变化,春天小麦,秋天玉米,鸟类春季繁殖、夏季季节性繁殖)。 年内、年间、成株数量? 每年死亡30%-70%,至少有50株以上存活到开花结实。
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随气候条件变化
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3、 不规则波动 波动无周期性,数量不稳定。 如鳕鱼(英国)的数量变动受捕捞强度的影响,在两次世界大战期间,种群数量都有所上升。东亚飞蝗则受干旱气候的影响,干旱可使蝗卵存活率提高,第二年大发生。
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4、周期性波动(振荡) 哺乳动物种群常有9-10年或3-4年的周期性变化。 如雪兔和捕食者猞猁,具有9-10年的周期,没有猞猁,雪兔种群仍保持这一周期。 北方许多啮齿类及捕食者的波动周期表现为3-4年。
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5、种群的爆发 具不规则或周期性波动的生物都可能出现种群的爆发。 如害虫、害鼠以及水体富营养化等的爆发。 6、种群平衡 种群数量长期的维持在几乎同一水平上。 蹄类、食肉类、蝙蝠等。 7、种群的衰落与灭亡 种群长久处于不利条件下,数量持久性下降。 8、生态入侵(生物入侵) 概念:由于人类有意识或无意识的把某种生物带入适宜其 栖息和繁衍的地区,种群不断扩大,分布区逐步稳定的扩 展。
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二、种群的空间需要 (一)种群对空间的需要 1、空间需要的概念 p42 2、空间需要的作用 p42
3、不同种类生物所需空间的大小及其性质各不相同。
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二、种群的空间动态 (二)种群的空间结构 1、种群的空间结构:种群内个体在空间的分布格局及其位置上的变动情况。(动/静) 2、扩散
3、扩散的方式:迁出、迁入、迁移(洄游、迁徙)
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二、种群的空间动态 (三)种群对空间的利用方式 1、分散利用(举例) 2、共同利用 定义 形式 意义
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三、种群波动的原因 1、非密度制约因素:与种群数量无关的因素对种群数量的影响。如温度、降水、食物等。
2、密度制约因素:种群内部密度的变化影响种群数量的波动。(P44 表3.2 两者区别) (1)种内竞争食物和领地。(植物对光、土壤水分,动物对饲料) (2)捕食者与猎物之间的反馈控制作用。 (3)生理状况紊乱,繁殖率下降 (4)致病的病原菌和寄生生物
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四、种群波动的调节 生物种群的数量偏离平衡水平上升或下降时,有一种使种群数量返回平衡水平的作用,称种群调节。 (一)密度调节 1、概念
2、理论基础 3、调节方式:种间调节、食物调节 (二)非密度调节 2、调节因子:气候、化学限制因子、污染物
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四、种群波动的调节 (三)种内自动调节 1、概念 2、调节方式 行为调节 生理调节 遗传调节
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内源性自动调节理论——种内自动调节 行为调节——温-爱德华(Wyune-Edwards)学说
内源性自动调节理论——种内自动调节 行为调节——温-爱德华(Wyune-Edwards)学说 认为社群行为是一种调节种群密度的机制。当种群密度超过一定限度时,领域的占领者要产生抵抗,不让新个体进来,种群中就会产生一部分“游荡者”或“剩余部分”。
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内分泌调节—克里斯琴(Christian)学说
认为当种群数量上升时,种内个体经受的社群压力增加,加强了对中枢神经系统的刺激,影响了脑垂体和肾上腺的功能,使促生殖激素分泌减少和促肾上腺皮质激素增加。生长激素的减少使生长和代谢发生障碍。 遗传调节—奇蒂(Chitty)学说 认为种群中具有的遗传多型是遗传调节学说的基础。 当种群数量较低并处于上升期时,自然选择有利于低密度型,种群繁殖力增高,个体间比较能相互容忍。这些特点促使种群数量的上升。但是,当种群数量上升到很高的时候,自然选择转而有利于高密度型,个体间进攻性加强,死亡率增加,繁殖率下降,有些个体可能外迁,从而使种群密度降低。
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五、种群的进化与生态对策 (一)生物种群的进化和适应是一个择优汰劣的过程
生物种群既表现出短时间的数量变动,又表现为长时间的种群进化。从进化的历史看,种群中只有那些较好地适应环境变化的个体,才能生存下来产生后代,它们的遗传特性因而也可保留下来;而那些不能适应的个体及其相应的遗传特性,都会从种群中消失。 这种自然选择的过程,使得每一个种群能在一个较长的历史时期中不断调整其对环境的适应性,求得生存与发展。
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五、种群的进化与生态对策 (二)种群数量的相对稳定性
生物种群的进化与适应,使得种群在受到外界影响发生波动后,仍有使种群数量返回到平衡水平的倾向。这种倾向称为种群数量的相对稳定性。 因为自然选择使得那些优势个体得到加强,环境变化虽然淘汰了一部分不适应的个体,使种群数量暂时下降;但得到加强的那部分个体很快又会产生新的个体,加以补充,返回到原来的数量水平。 种群数量的相对稳定性的基础是生物长期进化过程中所形成的不同的生态对策。
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五、种群的进化与生态对策 r—对策(r—选择)
(三)生态对策(ecoloigical strategy) 生态对策:在生物进化过程中,生物在繁殖和竞争方面朝不同方向发展,以适应不同栖息环境的对策。 自然界中的生物在长期的进化过程中形成了两类不同的生态对策: r—对策(r—选择) 实行这种对策的生物其生态特征:个体小,寿命短,存活率低,但增殖率(r)高,具有较大的扩散能力,适应于多变的栖息环境。虽然竞争能力弱,但r值高,易返回平衡点,灭绝的危险少;同时具有较强的迁移扩散能力,当种群密度过大,生境恶化时,可以迁到其他生境,建立新的种群。 属于 r—对策的生物称 r—对策者。如细菌、昆虫、杂草及一年生植物。
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五、种群的进化与生态对策 k —对策(k—选择) 实行这种对策的生物其生态特征:个体大,寿命长,存活率高,不具有较大的扩散力,但具有较强的竞争力,适应于稳定的栖息环境,种群密度较稳定,常保持在k水平。虽然竞争力较强,但r 值低,遭受激烈变动和死亡后,返回平衡水平的时间较长,容易走向灭绝。 属 k —对策的生物称 k —对策者。如乔木、大型食肉动物。 实际上自然界中的生物并不能归属严格的r对策或k对策,在这之间存在连续谱系,即之间有一系列过度类型。 P48 表3.3
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五、种群的进化与生态对策 r-k生态对策在农业生态系统中的应用
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五、种群的进化与生态对策 (四)R-\C-\S-选择的生活史式样 R- 干扰型 在资源丰富的临时生境中的选择,资源主要分配给生殖。
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第四节 种群间的相互关系 一、种群关系的基本类型 二、正相互作用 三、负相互作用 四、种群间相互关系在农业生产中的应用
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一、种群关系的基本类型 生物种间存在着各种相互依存、相互制约的关系。根据种间相互作用的性质,可以分为三种类型。
正相互作用:结果一方得利或双方得利(+) 负相互作用:结果至少一方受到抑制(-) 中性作用: 结果是双方无明显的影响(0) 1、中性作用 2、竞争 3、偏害作用 4、寄生作用 5、捕食 、偏利共生 7、原始协作 8、互利共生
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二、正相互作用 (一)互利共生 (二)偏利共生 (三)原始协作
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二、正相互作用 ⒈偏利作用(举例) ⒉原始协作 特征:共生的两种生物,一方得利,对另一方无害。
如:林间的一些动物和鸟类,以树木作为掩蔽或筑巢用,对树木不造成伤害。 ⒉原始协作 特征:两种生物在一起生活对彼此有利,但二者并无依赖关系。 例:① 稻田养鱼,稻田可为鱼提供水分和食物,鱼可采食稻田 的杂草和害虫,鱼的粪便可提高稻田肥力,从而促进水稻 增产。 ② 农区养蜂:作物为蜜蜂提供蜜源,获得蜂蜜、蜂王浆等经 济产品;蜜蜂的传粉作用又促进作物增产。
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二、正相互作用 ③ 农业生产上各种作物的间套作,如禾本科与豆科;深根与浅根; 喜阳与耐阴;高杆与矮秆间种套作;可充分利用环境资源,并可 控制有害生物,改善作物生存的生境。 ⒊互利共生 特征:种间彼此依赖,生活在一起互相受益,能直接进行物质交流。 例:①固N细菌与豆科植物根系共生形成根瘤。 ②真菌和高等植物根系共生形成菌根。 ③真菌与藻类共生形成地衣。 菌类吸收土壤中的矿物营养或合成N素供给地上部植物根系吸收利用,植物光合作用合成光合产物提供菌类食物,两者在一起,对彼此有利,之间有物质能量交换,分开后单独无法存活或不能正常生长。
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三、负相互作用 (一)竞争 (二)捕食与寄生 (三)化感作用
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三、负相互作用 ⒈竞争: 特征:两种生物为竞争同一对象,主要是争夺空间和资源。竞争的 双方都力求抑制对方。竞争结果对他们的增长和存活起着负
影响。 例: ① 农田中的作物与杂草竞争光、热、水、气、肥及生长空间。 ② 各类塘鱼对浮游生物的竞争。 结果: ①两个物种间形成协调的平衡状态,实现生态位的分化。 ②一个种群被另一个种群消灭掉。 ③一个种群被赶跑到另一空间,利用另一种食物。
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三、负相互作用 例 ① A 新几内亚的大岛上的三种地鸽,每一种处于不同的生境(沿 岸灌木、次生林和雨林),而在只有一种地鸽的小岛上,该种
使用所有三种生境。三种地鸽的竞争使得它们占据不同的生境。 B 加拉帕哥斯群岛有两种达尔文山雀(G.fortis和G.fuliginosa) 单独在某一小岛上发现时,它们具有相同的喙,当他们共存时, 后者比前者的喙要窄的多。这是两者之间的竞争使得他们各自 的性状发生变化。 ② 如:大草履虫(P.caudatum)和双小核草履虫(P.aurelia)之 间的竞争 结果是大草履虫完全消失。(图示) ③ 双小核草履虫和袋状草履虫(P.bursaria)竞争结果是共存, 但存在空间上的分离。
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三、负相互作用 大草履虫和双小核草履虫间的竞争 A B C
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三、负相互作用 特征:一个种群对另一个种群的生长与存活产生负效应。 狭义的捕食:食肉动物以草食动物为食;
⒉捕食和寄生 特征:一个种群对另一个种群的生长与存活产生负效应。 狭义的捕食:食肉动物以草食动物为食; 广义的捕食:高一营养级动物取食或伤害低一营养级的动物和植物的中间关系。 寄生:是一个种(寄生者)寄居于另一种(寄主)的体内或体表,从而摄取寄主养分以维持生活的现象。 例:①羊吃草,青蛙吃害虫,猫捕老鼠等。 ②菟丝子寄生在植物上。 ③蛔虫寄生在动物上。 ④赤眼蜂寄生在棉铃虫上。
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三、负相互作用 ① 七星瓢虫一天吃100条蚜虫。 ② 一只啄木鸟一天吃300条虫。 ③ 一只青蛙一天吃70—80只虫。
在农业生产中常利用种间关系进行病虫害的防治,效果很好。 ① 七星瓢虫一天吃100条蚜虫。 ② 一只啄木鸟一天吃300条虫。 ③ 一只青蛙一天吃70—80只虫。 ④ 十九世纪八十年代,蚧科昆虫对加利福尼亚柑橘危害很大,引入瓢虫之后十年,蚧科昆虫就被控制了。
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三、负相互作用 但需注意:引种时必须谨慎考虑,否则会引起很大危害。 如:非洲维多利亚湖1960年引入尼罗河河鲈所造成的后果。 人类过度猎取某些生物,就可能引起生态失衡。人类为发展鹿群而大量猎杀美洲豹和狼,使得鹿群数量大增,对牧草过度利用,导致草场退化。 自然界的任何生物都在与其他生物的相互联系中保持自身的数量平衡,从而维持整个生态系统的平衡,失去制约就可能引起失衡,从而造成很大危害。 进出口检疫,就是为了防止某些病虫害被带入无天敌限制的地区,造成病虫害大流行而采取的措施。
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三、负相互作用 3、化感作用 定义p54 生物体除合成生命的基础代谢物质如:糖、蛋白质、脂肪和核酸等之外,还产生各具特色、千差万别的次生代谢物,这些物质在调节生物种群间的相互关系上有着重要的作用。 1)植物间的化感作用 植物的次生代谢物释放到环境中,可促进或抑制其他植物的生长。如:香桃属植物可分泌酚类物质,从叶面溢出进入土壤,会对亚麻的生长产生抑制;曼佗罗的根分泌生物碱,进入土壤后,表现为对植物生长的抑制;蟛蜞菊的抽体液可抑制蔬菜种子发芽。 植物间的化感作用对于农作物的混间、套作的选择、搭配、组合上有极重要的实践意义。p54
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三、负相互作用 2)植物对动物、微生物的化感作用 ①一些植物分泌次生代谢物对动物和昆虫有威慑作用,使草食动物、昆虫对其厌食,甚至逃避。 如菊科植物的花和种子中含有除虫菊素。(驱蚊剂、菊花茶) ②一些植物散发的气味和花的颜色对昆虫有明显的吸引作用。可通过它们传粉和传播。但也可能使害虫聚集而造成危害。 ③一些微生物,如蘑菇释放化感物质使其周围的植物死亡,在蘑菇周围形成圈状裸地,称蘑菇圈。
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四、种群间相互关系在农业生产中的应用 (一)建立人工混交林,林粮间作,农作物间套种 (二)稻田养鱼、养萍,稻鱼、稻萍混作
(三)蜜蜂与虫媒授粉作物的互利作用 (四)生物防治病虫害及杂草
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作业 P56 第五题、第六题
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