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第四章 生态系统中的生物种群.ppt

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第四章 生态系统中的生物种群,,第一节 生物种群及种群生态学 第二节 种群的基本特征 第三节 种群的数量动态及调节 第四节 种群的种内关系 第五节 种群的种间关系,第一节 生物种群及种群生态学,一、生物种群1、定义: 生态学上把特定时间占据一定空间的同种生物的集合群称为生物种群。2、主要特性: (1)空间特性:指种群有一定的分布区域和分布方式; (2)数量特性:指种群具有一定的密度、出生率、死亡率、年龄结构和性比; (3)遗传特性:指种群具有一定的遗传组成,而且有随着时间进程改变其遗传特性的能力。,,,课题名称: 近3000年来南极阿德雷岛企鹅数量变动与海洋生态环境演变,,二、种群生态学1、定义: 就以生物种群及其环境为研究对象,研究这些群体属性,包括种群的基本特征、种群的统计特征、数量动态及调节规律、种群内个体分布及种内、种间关系。2、主要任务: 研究生物种群的数量和结构变化及其变化的原因。,第二节 种群的基本特征,一、种群的大小和密度 二、种群的年龄结构和性别比 三、种群的出生率与死亡率 四、种群的生命表和生存曲线 五、种群的内禀增长率 六、种群的环境容纳量,一、种群的大小和密度1、种群大小:种群全部个体数目的多少。2、种群密度:单位面积或单位容积内某种群的个体数目。(1)表示方法:通常用相对密度来表示。 D=n/a·t (2)分类: ①粗密度:指单位空间内的个体数(或生物量)。 ②生态密度:指单位栖息空间(种群实际所占据的有用面积或空间)内的个体数(或生物量)。(3)“饱和点”和最适密度 ①饱和点:当环境中拥有可利用的物质和能量最丰富、环境条件最适应时,某种群可达到该环境下的最大密度,这个密度称为“饱和点”。 ②最适密度:维持种群最佳状况的密度。,二、种群的年龄结构和性别比1、种群的年龄结构 (1)定义:是指种群内个体的年龄分布状况,即各年龄或年龄组的个体数占整个种群个体总数的百分比结构。 (2)类型: ①增长型:种群的年龄结构含有大量的幼年个体和较少的老年个体,幼中年个体除了补充死亡的老年人体外还有剩余,所以这类种群的数量呈上升趋势。 ②稳定型:种群中各个年龄级的个体比例适中,在每个年龄级上,死亡数与新生个体数接近相等,所以种群的大小趋于稳定。 ③衰退型:种群含有大量的老年个体,种群数量趋于减少.2、性别比例 性比:是种群雌性个体与雄性个体的比例。,,俄罗斯颁法令鼓励生育,俄罗斯政府为了鼓励生育,已颁布法令,明定从今年起,凡是生育第二胎以上的妇女,都得请领二十五万卢布。 据媒体报道,俄罗斯卫生部长祖拉波夫上月十五日宣布,在二○○七年元月一日之后生育的妇女,不管是产下第二胎、第三胎、第四胎,等小孩满三岁,都可以领取二十五万卢布。 这是俄罗斯政府为遏止自从一九九一年苏联解体以来俄罗斯人口数急剧下降现象,所施行的一连串措施之一。俄罗斯总统普京五月宣布的其它配套措施,还包括房屋津贴、教育津贴或是母亲的退休金等。 苏联卫国战争时期,为鼓励生育以保证战争时期的人口需要,政府曾出台法令,向国民征收“无子女税”,规定男人20-50岁,女人20-45岁的无子女家庭每月需向国家交纳工资额的6%做为税收。,日本为鼓励生育 生孩子将“免费” (联合早报 2006-01-15),日本去年年底公布人口比预期中更早火速下滑,并在内阁会议中发布名为《少人口社会白皮书》,将鼓励结婚、生育和增加人口有关的课题列为首要治国方针。就该白皮书数字,日本去年的生育率为1.289,创下了历来新低,而死亡人数却比出生人数来得高。 面对人口迅速减少,日本政府将制定生育免缴费新制度,来鼓励人们生育孩子。 日本社会目前在生孩子上的总费用是38万5000亿日元,官方补助了其中的20万亿日元。为扩大生育援助计划,日本当局去年已决定,将在今年继续增加补助费用28%。 日本政府将考虑缩短有小孩公务员的工作时间,以鼓励工作人员生育更多小孩。,韩国43年来首现鼓励生育标语 2004年06月28日报导,韩国上世纪70年代每对夫妇平均生育4个子女,但在80年代降到了2.8名、90年降到了1.59名、2002年降到了1.17名,呈现出急剧下降的趋势。据韩国《朝鲜日报》报道,随着低出生率时代的到来,韩国首次出现了“鼓励生育”的标语。“爸爸,我一个人很孤单,我想要弟弟妹妹”(大奖) “两个子女比一个子女幸福,三个子女比两个子女幸福”(金奖) “多支蜡烛当然比一支蜡烛的光更明亮”(银奖) “留给子女的最大遗产是兄弟姐妹”(铜奖),“优生优育”、“不节制的生育的后果就是乞丐”——1961年计划生育政策 “3.3,35运动”(“生育三胎”的标准,即三年三胎最晚生育到35岁)——1966年 “不分男孩女孩优育两个子女”的“鼓励两胎”——1973年 “生一胎”、“优育的一个女儿比十个儿子更好”、“我们就生一胎吧!”、“两胎也多”、“一胎就可以满足”、 “父母一代盼望儿子,我们一代没有伴侣”、“以爱孕育,不分男孩女孩”——80年代 “优育”、“母乳喂养”、 “喂哺母乳是下一代健康的保证” ——21世纪,台湾人口政策发生转变,67年当局提出“五三”口号,希望民众婚后三年才生育、间隔三年再生育、最多不超过三个孩子、三十三岁前全部生完; 从1971年年起,每年十一月为家庭计划扩大宣导月,提出“两个孩子恰恰好,男孩女孩一样好”及“三三三一”口号;“三三三一”指婚后三年生第一个小孩,过三年再生一个。理想的结婚年龄为男二十八岁、女二十五岁。 从1984年年开始,台湾人口净繁殖率已降到人口替换率之下。 考量生育率过低将导致人口老化、劳动力不足,当局认为应促进人口合理成长,1990年年起,家庭计划宣导口号改为“适龄结婚,适量生育”,提倡适当婚育年龄为二十二岁至三十岁。 2001年,台湾当局宣导“两个孩子恰恰好,女孩男孩一样好”,特地将女孩放在男孩之前,希望消除重男轻女观念。 2005年的宣导口号变成“两个孩子很幸福,三个孩子更热闹”,希望民众多生几个小孩。 根据经济建设委员会的调查显示,台湾目前每一百个工作人口扶养十三位老人,但五十年后,每一百个工作人口将扶养六十四位老人,平均每一点五个年轻人扶养一个老人,台湾当局认为,这样的人口结构将对整体竞争力造成极大影响,因此鼓励生育是刻不容缓。,我国第五次人口普查结果显示 (于2000年11月1 日进行了第五次全国人口普查的登记工作),0~14岁人口占总人口的比重为22.89%,比1990年人口普查下降了4.8个百分点。65岁及以上人口占总人口的比重为6.96%,比1990年人口普查上升了1.39个百分点。,联合国国际人口学会编著的《人口学词典》对人口老龄化的定义是:当一个国家或地区60岁以上人口所占比例达到或超过总人口数的10%,或者65岁以上人口达到或超过总人口数的7%时,其人口即称为“老年型”人口,这样的社会即称之为“老龄社会”。,根据《南京市2005年人口抽样调查主要数据公报》,在2005年11月1日零时标准时点上,南京市常住人口达686万人。 (1)男比女多了18万人。 全市人口中,男性为352万人,占常住人口的51.31%;女性为334万人,占常住人口的48.69%。性别比以女性为100,男性对女性的比例为105.39。 (2)南京进入老龄化社会 全市人口中,0—14岁人口为85万人,占常住人口的12.39%,与第五次人口普查相比,比重下降了3.04个百分点。15—64岁人口为533万人,占常住人口的77.70%。65岁及以上人口为68万人,占常住人口的9.91%。,,我国第五次人口普查结果显示 我国人口性比,1953年 107.6:100 1964年 105.5:100 1982年 106.3:100 1990年 106.6:100 2000年 106.7:100 男性比女性多3.68×107人。,,在动物王国里存在着“一夫多妻”制,如生活在陆地上的狼群,生活在海里的海象和鲸鱼,都是明显的父系社会;“一夫一妻”制,如天鹅、鸳鸯;而实行“一妻多夫”则不多。,10000只椋鸟的性比为60(雄性):40(雌性),“一夫多妻”的象海豹社会,红脖子矶鹞一到繁殖期千方百计“勾引”雄性的注意,一旦成交,则很快产下四个蛋来交由丈夫孵化和喂养,再如法炮制,由第二任丈夫去孵化和照料第二窝幼鸟,如此继续下去。,一妻多夫----斑腹矶鹬,生活在北美的涉禽鸟斑腹矶鹬为了争得一群雄性,会“不择手段”地刺穿对手的眼睛或是弄折对手的腿,而雄鸟则在一旁观看,等待获胜者的出现。,性别转换,雌性向雄性转变:在雄性动物中存在激烈的择偶竞争,个体通过这种转变以获得生殖上的较大成功。例如:裂唇鱼、蓝头锦鱼 。 雄性向雌性转变:较为少见,这种类型的性别转变只有当雄性动物之间的竞争不太激烈和雄体大小对生殖成功无太大影响时才有利。只有这样小个体的雄性动物才能使一些生殖力较强的大个体雌性动物受精。例如:双锯鱼。,裂唇鱼,该鱼以二十条为一群,其中以一夫多妻组成“鱼家庭“。若其中的雄鱼意外失踪或死亡,其中的一条身强力壮的雌鱼便会变成雄鱼,维持这个“鱼家庭“。,雌变雄,在大西洋西部的珊瑚礁上生活着一种蓝头锦鱼,其雄性个体色彩鲜艳,雌鱼体色单调,它只选择最大、最鲜艳的雄鱼与其婚配。因此,珊瑚礁上最大的雄鱼在生殖季节高峰期,一天便可与雌鱼婚配40多次。 由于个体最大的蓝头锦鱼总是在生殖上占有最大优势的雄鱼,所以当鱼体还小时,总是表现为雌性,并进入生殖期开始产卵;一旦鱼体长到足够大时,便由雌鱼转变为雄鱼,开始执行雄性功能。 蓝头锦鱼的性别转变是受社会环境控制的,如果把珊瑚礁上最大的一条雄鱼移走,次大的一条雌鱼就会改变性别,转变为色彩鲜艳的雄鱼。,雌变雄,双锯鱼,这种鱼生活在印度洋的珊瑚礁上,与海葵密切地共生在一起。由于海葵的大小通常只能容纳两条双锯鱼生活在一起,这种空间上的限制便迫使双锯鱼只能实行一雄一雌的配偶制。 此外,一对双锯鱼在生殖上的成功主要决定于雌鱼的产卵量,而不决定于雄鱼的精子生产量。因此,只有当最大的个体是雌鱼时才对两性最为有利。 在这种情况下,最好的对策便是双锯鱼在小个体时表现为雄性,待长大后再转变为雌性。据研究,双锯鱼的这种性别转变也是受社会环境控制的:如果把雌鱼拿走,失去配偶的雄鱼使会与一个比它更小的雄鱼相结合,而自己则改变性别,转变为雌性并开始产卵。就这样,通过性别转变,一个新的家庭就建立起来了。,雄变雌,双锯鱼,,三、种群的出生率与死亡率1、出生率 出生率:指种群产生新个体占总个体数的比率。 生理出生率:又叫最大出生率,是指种群在理想条件下所能达到的最大出生率。 生态出生率:又叫实际出生率,是指在一定时期内,种群在特定条件下实际繁殖的个体数。2、死亡率 死亡率:代表一个种群的死亡情况。 生理死亡率:是指在最适条件下所有个体都因衰老而死亡,即每个个体都能活到该物种的生理寿命,因而使种群死亡率降到最低。 生态死亡率:是指在一定条件下的实际死亡率,可能有少数个体能活到满生理寿命,最后死于衰老,但大部分个体将因饥饿、疾病、竞争、被捕食、被寄生、恶劣的气候或意外事故等原因而死亡。,种群的出生率和死亡率,人口种群的出生率和死亡率,四、种群的生命表和生存曲线1、生命表不同年龄死亡率或存活率不同,生态学用生命表(life table)来分析死亡过程。动态生命表:是根据观察一群同期出生的生物的存活(或死亡)情况所得数据而编制的,又称为特定年龄生命表。,藤壶(Balanus glandula)的生命表*,*对1959年固着的种群进行逐年观察,到1968年全部死亡。,各参数关系: lx = nx /n0 dx = nx - nx+1 qx = dx/ nx,计算平均期望寿命ex : 先计算每年龄期的平均存活数目:,其次计算“个体年”的累积数:,最后计算:,ex表示某年龄阶段(x期)开始平均还可能活多少时间的估计值。,lx这一项是最重要的,它表示存活率。取lx项,由上到下,对照x项看,就可看到藤壶统计群(cohort)的数量逐渐减少或死亡的过程,即lx由1降到0.437,再到0.239……直到全部死亡,即存活率为0。qx项为另一重要指标,它表示死亡率随年龄而变化的过程。藤壶生命表中0—1龄的死亡率是很大,随后,死亡率逐渐降低,但到5龄以后,就到逐渐老死的年龄,所以死亡率又开始上升。ex表示生命期望,它是指进入x龄期的个体,平均还能存活多长时间的估计值,因此称为生命期望或平均余年。如藤壶生命表中ex=1.12,表示藤壶进入6龄时平均还能活1.12年。平均生命期望ex的应用价值可从人寿保险事业中体现出来。保险公司办人寿保险重要的工作就是正确的估计男人、女人、各种年龄和从事各种职业的人进入各年龄期的平均期望寿命,估计过高或过低,同样都是对成本核算不利,利用上述方法,可得出正确的成本核算。,2、存活曲线: 反映种群个体在各龄级的存活 状况的曲线。 Ⅰ型(曲线凸型):种群在接近生理寿命之前死亡率很低; Ⅱ型(曲线呈对角线):每时期死亡率基本保持不变; Ⅲ型(曲线凹型):种群幼体死亡率很高。,存活曲线,存活曲线,,五、种群的内禀增长率内禀增长率:在无限制环境条件下,种群增长率决定于年龄组成和各年龄群的特殊增长率。对于某一种群来说,不同的年龄构成表现出不同的增长率,当建立了稳定的年龄分布时,其稳定的相对增长率称为内禀增长率(rm),又称为生物潜能、生殖潜能。,六、种群的环境容纳量某种群在一个生态系统中,即一个有限的环境中所能稳定达到的最大数量(或最大密度),称为系统或环境对该种群的容纳量,常用K表示。,(a)减幅振荡;(b)稳定极限周期;(c)混沌动态,第三节 种群的数量动态及调节,一、种群增长的理论模型 二、种群的实际数量动态 三、种群调节 四、生态对策,一、种群增长的理论模型1、种群在无限环境中的指数增长 (1)世代分离种群的指数增长 (2)世代重叠种群的指数增长2、种群在有限环境中的阻滞增长,(1)世代分离种群的指数增长时间 个体数 t0 1N0 N0t1 2N0 N0· λ t2 22 N0 N0· λ2t3 23 N0 N0· λ3… … …tn 2n N0 N0· λt Nn= 2n N0 或 Nt= N0· λt周限增长率λ:即每经过一个世代的增长倍数。,在“家蚕”的生活史中,幼虫从受精卵中孵出,蜕皮4次,吐丝做茧,变成蛹,蛹变成蚕蛾,蚕蛾交尾产卵后就死去。当第二代从卵膜内孵出时,第一代已不存在,其种群世代是不相重叠的,种群的增长是不连续的。,(2)世代重叠种群的指数增长瞬时增长率r :瞬时出生率(b)与瞬时死亡率(d)之差。,rN,Nt=N0ert,雉,即鸟的一种,当其产孵育出雏鸟时,亲代还健在,具有明显的世代重叠种群的连续增长特点。,增长曲线—J型增长,人口的指数增长,,指数增长模型显然不切实际,但很重要:①是其他更复杂模型的基础②短时间内某些生物(细菌、浮游植物等)在短时间内可出现指数增长,人类在最初也是如此。③自然种群只有在食物丰盛、没有拥挤现象、没有天敌等等条件下才能表现出短时间的指数式增长。,2、种群在有限环境中的阻滞增长增长模型,增长曲线—S型增长,二、种群的实际数量动态1、种群波动 2、种群暴发或大发生 3、生态入侵 4、种群的衰落和灭亡 5、种群平衡,1、种群波动(1)定义: 是指种群的数量随时间的变化而上下摆的情况。(2)波动原因: ①自然界的无机环境不是恒定的; ②生物内部的自动调节。(3)类型: ①非周期性波动 ②周期性波动:季节性波动、年波动、多年周期波动。,Wisconsin 绿湾中藻类数量随环境的非周期性变化,(大年、小年),非周期性变化 1913-1961年东亚飞蝗洪泽湖蝗区的种群动态曲线,种群变化的周期性波动 (海洋硅藻的季节消长),生活在玫瑰上的成体蓟马种群数量的季节变化,陕西关中棉区棉盲蝽种群数量的季节消长,旱年,涝年,先涝后旱,先旱后涝,北点地梅8年间的种群数量变动,灰线小卷蛾响应松树质量(松针长度)的多度周期。 图中实线表示松针长度,虚线表示灰线小卷蛾幼虫密度,90年间捕食者(加拿大猞猁)与猎物(美洲兔)数量周期,2、种群暴发或大发生,江苏丹阳出现蝗灾 大个头蝗虫随手抓获,百万蝗虫袭击开罗,3、生态入侵由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜于其栖息和繁衍的地区,种群不断扩大,分布区逐步稳定地扩展,这种过程称为生态入侵。,中国第一批外来入侵物种名单,紫茎泽兰(解放草、破坏草):原产中美州,现分布于我国云南、广西、贵州、四川、台湾,排挤本地植物;侵入经济林和农田;全株有毒,危害畜牧业等。,薇甘菊:原产中美洲,现广泛分布于我国香港、澳门、和广东珠江三角洲地区,严重危害6-8米以下的天然次生林、人工速生林、经济林和风景林。,空心莲子草(水花生、喜旱莲子草):原产南美洲,现几乎遍及我国黄河流域以南地区。,豚草:原产北美洲,为一种恶性杂草,1935年发现于杭州,在我国见于东北、华北、华东和湖北,毒麦:原产欧美洲地中海地区,现广布世界各地,是我国限制检疫对象,我国除西藏和台湾外,各省(区)都曾有过报道。,互花米草:原产美国东南部海岸,1979年引入我国,分布于我国上海、浙江、福建、广东、香港。,飞机草(香泽兰) :原产中美洲1934年在云南发现,现分布于我国台湾、广东、香港、澳门等地,危害多种植物和牧场。,凤眼莲(水葫芦):原产巴西,见于我国华北、华东、华中和华南的19个省(自治区、直辖市),作为猪饲料推广后大量逸生,堵河道、破坏水生态系统等。,假高梁:原产地地中海地区,现分布与我国16个省(自治区、直辖市),是30多种家作物的杂草。,蔗扁蛾(香蕉蛾) :原产非洲,1987年随巴西木进入广州,现传入我国10余个省、直辖市、威胁农作物、果树、名贵花卉等。,湿地松粉蚧: 原产美国,1988年随湿地松无性系穗进入我国,广东、广西、福建等地有报道,严重危害松林。,强大小蠧(dù):原产非洲,现分布于我国山西、陕西、河北、河南等地,严重危害松树。,美国白蛾(秋幕毛虫、秋幕蛾):原产北美洲,现分布于我国辽宁、河北、山东、天津、陕西、等地,危害果树、林木、农作物及野生植物等200多种植物。,非洲大蜗牛(褐云玛瑙螺):原产非洲东西部,20世纪20年代末在福建厦门发现,现已扩散到我国香港、台湾、海南、广西等地,已成为危害农作物、蔬菜和生态系统的有害生物。,福寿螺 (大瓶螺):原产来马逊河流域,1981年引入,现广泛分布于我国广东、文本、福建、云南、浙江等地,危害水稻,威胁入侵地的水生贝类、植物,也是一些寄生虫病的中间宿主。,福寿螺及其卵块,牛蛙(美国青蛙)原分布于北美洲,1959年引入我国,现几乎遍及我国北京以南地区,由于其适应性强,易于入侵扩散,使本地两栖类面临减少和绝灭的危险。,七大入侵攻略全面揭密,策略一:吃得苦中苦,方为人上人——空心莲子草,它抗逆性超强,不但不畏严寒酷暑,而且就算死亡了,只要植株没有完全腐烂,待到时机成熟,依然会复活为害;为了侵占尽可能大的地盘,它更是演化出水生、陆生两种生态型,入侵时可以由陆至水,顺水而下,再由水至陆,是地地道道的“水陆两栖江洋大盗”!,策略二:多子多福水葫芦,水葫芦拥有极其强大的繁殖能力,甚至能以有性和无性两种方式繁衍后代,而在入侵的早期,无性生殖更是主要的:每逢春夏之际,水葫芦依靠匍匐枝与母株分离的方式,每5天就能克隆出一个新植株,用不了多少时间它就能铺满整个水域,在江南水域为祸不小。有诗语:“接天莲叶无穷碧”,只可惜此“莲”非彼“莲”。水葫芦手拉手、根连根,喜欢“聚众滋事”,形成绵延数十公里长的“绿岛”,淤塞河道、影响通航,所以是当之无愧的“河道杀手”。,水葫芦再次入侵闽江,水葫芦入侵琼江,策略三:柿子要捡软的捏 天牛虫害,选择单调薄弱的生态系统作为入侵的目标同样是入侵者惯用的策略。现在,给三北防护林造成毁灭性危害的天牛虫或许正为此自鸣得意呢——可恶的它们正是瞅准了三北地区大部分是树木品种单一的人工林、生态系统结构简单、很难抵抗疯狂虫害这个“命门”,才乘虚而入的。据有关部门调查统计,在三北地区遭受天牛危害的面积达250万亩,造成的经济损失无法直接用数字衡量;甘肃的古浪县由于虫害而处于被沙漠吞噬的危险之中;天牛虫害也因此被形象地称作“不冒烟的森林火灾”。 同样,在北美的被入侵地,凶狠的“无烟之火”也是首先燃向单一人工林的。相对而言,尽管在西南的混生林里我们同样能抓到张牙舞爪的天牛,但在那里它们就失去了传说中的毁灭性威力,原因就在于被入侵生态系统的抵抗力不同。,策略四:“联合国军”协同入侵松材线虫,两个入侵种从原产地结伴而来,相互配合共同入侵——这一招够狠吧?松材线虫,光靠它自己是无法进行远征的,扩散速度会慢得多,所以它就选取了松墨天牛作为自己的运输机;而松墨天牛呢,它在松材线虫的帮助下,当然更容易在树林中泛滥成灾了。,策略五:卑鄙的肉搏招术 加拿大一支黄花,采取的是“种间抑制”的手段来完成征服历程 。这种杂草在原产地亚欧大陆不会造成大的影响,进入北美等地后却泛滥成灾,排挤了许多土著种。原因就在于在原产地,与C.diffusa共存的植物,其根系分泌物可以抑制C.diffusa根系对磷的吸收并抑制其生长;然而,新栖息地的类似植物,其生长反被C.diffusa根系的分泌物所抑制。目前,我国的科学家们也发现,加拿大一支黄花的根系能分泌抑制其他植物生长的化学物质,通过这种卑劣的手段去挤占原属于土著种的领地。,一枝黄花,一枝黄花,策略六: 尽量避开天敌 铜锤草,那些不远千里而来的入侵种在原产地的时候还能安分守己,而一旦进入新的环境,就能够称王称霸,这是什么原因呢?很简单,在这块新土地上没有它们的天敌。比如空心莲子草在南美算不上令人厌恶,但来到我国以及世界其他地区以后,一下就泛滥成灾了。而在南美大陆有一种专门对付它的莲草直胸跳甲,在它们的挟制下,空心莲子草不得不忍气吞声,做一根乖乖草了。再如铜锤草,又名红花酢浆草,原产热带美洲,作为观赏植物引进我国,现已在我国的十余个省市逸为野生,成为“爆发型杂草”。,策略七:化敌为“友” 许多入侵种会采取与土著近缘种“联姻”的策略来实现入侵。使得入侵种不费吹灰之力,占据了原先土著种的领地,并且入侵种与土著种的杂交后代也具备了两个祖先的全部遗传信息,所以可以在日后不断的繁殖过程中,挑选自己合适的基因型,产生新的表型变异,将大大增强它的入侵性。,小龙虾原名克氏原螯虾,它们的原产地是中、南美洲,20世纪30-40年代我国从日本引进,而日本则是更早从美国引进。克氏原螯虾的适应性强、食性广、幼体成活率高,擅长在堤坝上打洞。目前世界各地都有养殖,并在野外形成数量巨大的种群,在我国长江中下游以及华南分布很广。,因为适应性和繁殖力都很强的巴西龟会对中国本土的野生龟构成很大威胁,我国目前已经停止了所有被甲小于10厘米龟类的进口。如果您家养了巴西龟,千万不要随便把它们放生野外!,食人鲳 原产南美的亚马逊河流域,明朝末年,仙人掌被引入我国,如今在全国各地都能见到它们的踪影,在华南沿海地区和西南干热河谷地段,仙人掌战胜了当地的原生植物成为优势群落,那里原有的天然植被景观恐怕我们永远都见不到了。,我国也有一些生物进入其他地区,成为别处的入侵物种。比如葛藤,作为一种药材引入美国,然而到了美国后却大量滋生,对当地生态环境造成重大影响。再比如青鱼,在中国只不过是一种普通的肉食性鱼类,然而不慎传到美国,已成为美国渔业大害,当地政府甚至出价100美元一条悬赏捕捉青鱼。,中国大闸蟹入侵英国,英国纽卡斯尔大学的研究人员近日发出警告,一种来自中国的毛蟹在英国大量繁殖,对其河岸生态平衡构成严重威胁。 这种毛蟹称为“中华绒鳌蟹”,俗名“大闸蟹”,由于其爪子上有密集的绒毛而得名。 在英国,毛蟹最早于1935年在泰晤士河出现。然后在1949年,在约克郡的萨斯菲尔德水库又发现这种怪物。在英国人看来,毛蟹的螯上长满了绒毛,就像小手套一样,所以他们称之为“中国手套蟹”。 专家的结论是,这种蟹的繁殖有可能导致一些本地生物绝迹,其情况就好像当年从美国引进灰松鼠导致英国本地的红松鼠几乎绝迹一样。,中国大闸蟹入侵德国,去过德国的中国人都知道,大闸蟹在德国价格便宜是出了名的。今天,在德国的任何一家华人餐馆、超市都可以买到物美价廉的大闸蟹。而前几年,大闸蟹则是免费的附赠品。 大闸蟹在德国都是声名狼藉的“入侵物种”,它不仅胃口好,还在河岸和堤坝上打洞筑巢,成了破坏水利设施的坏典型,甚至被国际自然保护联盟列入100种最有破坏力的入侵物种。 大闸蟹在上个世纪三四十年代一度泛滥成灾。当时,德国人甚至发起了大规模的人工捕捞运动。据记载,德国民众仅在1936年就捕获了两千万只大闸蟹,他们把抓到的大闸蟹用机器碾碎制成猪和家禽的饲料或是当作有机肥料施到田里。但这种人海战术收效甚微。,,在全世界濒危物种名录中的植物,大约有35%至46%是由外来生物入侵引起的。最新的研究表明,生物入侵已成为导致物种濒危和灭绝的第二位因素,仅次于生境的丧失。,4、种群的衰落和灭亡当种群长久处于生长不处条件下,或在人类过度捕猎、栖息地被破坏的情况下,其种群数量会出现持久性下降,即种群衰落,甚至灭亡。,种群增长与衰亡,麋鹿,麋鹿(Elaphurus davidianus)哺乳纲,偶蹄目,鹿科。俗称四不像,因其尾似驴非驴,蹄似牛非牛,颈似驼非驼,角似鹿非鹿。原是我国特产的珍兽,起源于早更新世晚期,距今200多万年。其化石从我国东北辽宁省到长江以南,几乎整个中国的东部地区均有分布。由于人类的大量捕杀和气候的变化,使野生麋鹿种群在19世纪后半期绝灭。到清朝时仅在皇家猎苑北京郊区的南海子饲养着唯一的一群。1865年,法国传教士大卫在猎苑隔墙发现了麋鹿,贿赂守苑人,取得麋鹿皮及头骨,第二年麋鹿以大卫氏作为种的命名。其后,南海子麋鹿流入欧洲多家动物园。1900年八国联军入侵北京,再加上水灾,使南海子的麋鹿全部毁灭。50年代从英国接回几头种兽,1985年再从英国乌邦寺接回20头,在它们祖先的故居北京南海子还家落户,重建种群。目前,我国另一个麋鹿饲养中心为江苏大丰麋鹿保护区。,3000多年前,野生麋鹿发展至鼎盛时期,后因人类开垦麋鹿栖息地,滥捕滥杀以及动物本身的特化,导致野生的灭绝。在野生麋鹿逐步走向灭绝时,人工豢养麋鹿也随之开始,但最后也只有少数存于皇家猎苑,延续着它的家族。1894~1904年,当人工豢养麋鹿在中国本土灭绝时,英国乌邦寺庄主第十一世贝福特公爵,收买了世界上的18头麋鹿,放养在他的庄园,到第一次世界大战时,种群发展到88头。目前全世界有麋鹿2000余头,均为乌邦寺18头麋鹿的后裔。1985年8月24日,英国乌邦寺庄主特维斯托克侯爵赠送20头麋鹿给北京,原国家环保局将此鹿放回原皇家猎苑,并建立了南海子麋鹿苑。1986年8月14日,世界自然基金会(WWF)从英国伦敦动物学会7家动物园挑选了39头麋鹿,赠送给中国政府,原国家林业部则决定放养这批麋鹿于江苏大丰,同时建立了大丰麋鹿自然保护区。1994年,南海子麋鹿苑迁出部分麋鹿,在湖北石首建立了天鹅洲麋鹿自然保护区。这里值得一提的是,1998年11月5日,江苏大丰麋鹿自然保护区选择了8头麋鹿放归大自然,并于1999年3月28日、2000年4月22日各产一仔,从而结束了中国千余年没有野生麋鹿群的历史,为保护世界珍稀动物做出了成功的范例。,江苏大丰麋鹿国家级自然保护区,世界上最大的麋鹿保护区 世界上最多的麋鹿群 世界上最大的麋鹿基因库,,,,江苏大丰麋鹿国家级自然保护区,是目前已进入生物圈网络,被世界湿地组织列入国际重要湿地名录,成为永久性受保护的国际重要湿地。目前鹿群总数已有1986年引进的39头增至819头,在滩涂上的野生放养麋鹿已达53头。,5、种群平衡种群较长期地维持在几乎同一水平上,称为种群平衡。,三、种群调节1、种群调节作用(1)种群调节:当种群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,称为种群调节。(2)分类: ①密度制约作用:主要是生物性因素,包括种内关系和种间关系(捕食、竞争、寄生、共生等)。 ②非密度制约作用:主要是一些非生物因素,如温度、盐度、气候等。,2、种群调节理论(1)气候学派:认为种群参数受天气条件强烈影响 (2)生物学派:认为捕食、寄生、竞争等生物过程对种群调节起决定作用 (3)食物因素:认为食物短缺是最重要的限制因子 (4)自动调节学说:认为种群本身具有调节密度大小的各种因素 ①行为调节 ②内分泌调节 ③遗传调节,①行为调节(社会性交互作用调节)——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’。,非繁殖 个体,繁殖 个体,,死亡率 升高,,出生率 降低,种群数量 降低,,,,种群数量 过高,,繁殖资 源不足,死亡率 降低,出生率 升高,,,繁殖资 源充足,,种群数量 增长,行为,限制繁殖 个体数量,Edwards行为调节说,②内分泌调节(病理效应调节)——克里斯琴(Christian)学说:密度增加→压力增大→刺激中枢神经→内分泌代谢紊乱(生长激素、性激素分泌减少、抗体减少)→出生率下降、死亡率提高→种群数量减少,,种群恢复,Christian,1950 内分泌调节说,出生率↑ 死亡率↓,出生率↓ 死亡率↑,血糖↓ 抵抗力↓,社群压力增强,相互刺激 增强,种群密度增长,种群下降,,,,,肾上腺素↑ 生长素↓,,,动物处于 紧张状态,社群压力 减弱,种群密度 下降,③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。 遗传多型(genetic polymorphism)现象: ①高密度型,繁殖率低,进攻性强,有外迁倾向; ②低密度型,繁殖率高,进攻性低,有留居倾向。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。,,,种群密度增大,繁殖力增强,适于I型个体 高进攻型 繁殖力强,种群低密度,社群压力大 个体冲突增多,不利于I型个体,死亡 增多,出生 减少,密集型繁殖力低 II型个体比例增大,种群密度减小,死亡 减少,出生 增多,,,,,,,,,,,,,,,,Chitty遗传调节说,四、生态对策1、生态对策:生物朝不同方向进化的“对策”称为生态对策,也叫生活史对策。2、类型: r-对策(r-选择)——r-对策者 K-对策(K-选择)——K-对策者,r–选择和K–选择的典型特征,,r选择者——鳕鱼,鲨鱼——K选择者,鳕鱼大部分生活在太平洋、大西洋北方水温0℃~16℃的寒冷海里。只要会动的东西,什么都吃,吃得多,因此长得也快,约10年多就能长到1米大;繁殖力也强,体长1米左右的雌鱼,一次可产300万~400万粒卵之多。因集群性生活,捕捉很容易,自古就是有名的食用鱼。,大部份鯊鱼每年按照季节进行繁殖,一些大型鯊鱼隔年繁殖。大部份鯊鱼怀孕期达8-9个月,白斑角鯊的怀孕期甚至高达24个月。一般而言,大型鯊一次生產较多小鯊,小型鯊则相反。鯊鱼的生长也异常缓慢,直到5-10岁才算性成熟。,连云港市人工养殖“淡水鲨鱼”将端上市民餐桌,“淡水鲨鱼池塘养殖技术示范”淡水鲨鱼,俗称八珍鱼、虎头鲨、巴丁鱼,原产于东南亚一带,是泰国、马来西亚等国家淡水养殖的主要种类,为淡水名贵鱼类,具有肉质细嫩、味道鲜美、营养价值高、少肌间刺等优点。 据了解,该鱼最大特点是生长迅速,适应能力和抗病力强,成鱼养殖期间基本无疾病发生,且耐低氧,亩产量可达2500千克。该鱼适于池塘单养、混养,湖泊、水库网箱养殖及室内高密度集约化养殖,可完全投喂人工配制的饲料,饲料成本低。除作为商品鱼直接销售外,还可加工成鱼片出口,附加值高。,第四节 种群的种内关系,一、种群内个体的空间分布类型 二、群聚与阿利氏规律 三、种内竞争与自疏 四、隔离和领域性 五、种群的社会等级及分工,一、种群内个体的空间分布类型1、种群的分布类型(1)随机分布:每个个体的位置不受其他个体分布的影响所形成的分布格局;随机分布是罕见的,只有当环境均一,资源在全年平均分布,而且种群内成员之间的相互作用并不导致任何形式的吸引和排斥时,才能出现。(2)均匀分布:种群内个体在空间上呈等距离分布;均匀分布是由于种群成员间进行种内竞争所引起的。(3)集群分布:种群内个体在空间的分布极不均匀,常成群、成簇或呈斑点状密集分布。,2、种群空间分布的判断(1)分散度法:假设取n个样方,x为各样方实际的个体数,每个样方中个体平均数为m,则分散度方差为 S2=∑(x-m)2 / (n-1) S2 =0,均匀分布; S2 =m,随机分布; S2 m,集群分布;(2)空间分布指数法:空间分布指数是由方差和均数的关系决定的。 I=V/m I=1,随机分布; I1,集群分布;,二、群聚与阿利氏规律 1、群聚: 种群的产生是个体群聚的结果,群聚能使种群的存活力提高。 2、阿利氏原则: 一个物种种群的聚集程度和密度一样,随种类和条件而变化,过疏(或缺乏群聚)或过密,都可能有限制性影响。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。,阿利氏规律的应用,例如:1、可指导珍稀动物的保护,即:将动物引种到其他地区时,要保证其种群有一定密度;2、还可指导人类社会,如城市人口密度要适宜,过疏、过密都会产生不良后果。,野猪野兔缘何惹怒政府下追杀令,自1988年,《野生动物保护法》颁布以后,我国的野生动物保护步入依法管理的轨道,野生动物保护的力度空前加大。然而,就在2004年8月31日,报经河南省林业厅同意,洛阳市林业局签发文件,批准栾川县《关于限量猎捕野猪、野兔等野生动物的请示》,特许栾川县林业部门在规定的时间、划定的范围内猎捕100头野猪、1000只野兔,野猪、野兔一时间成了人们的关注焦点。,野猪野兔泛滥成灾,害得山民欲哭无泪。河南省林业厅厅长赵顷林介绍说,这是河南省历史上对国家保护动物开出的第一张“捕杀令“。从10月21日开始,由栾川县林业公安分局组建的4只专业猎捕队已经进入山林,开始了猎捕行动。河南省林业厅野生动物保护处处长汪万森告诉记者,1980年以前,除东北虎、大熊猫等少数珍稀动物外,我国政府对一般性的野生动物没有明确的保护要求,那时候,不要说是野猪、野兔这些平常野生动物,就连金钱豹、黑熊等较为珍贵的野生动物也可以捕杀,因此才出现了何广位们那样的“打豹英雄“、“猎狼能手“。1980年以后,特别是1988年《野生动物保护法》实施以来,我国对野生动物采取了严格的保护措施,包括野猪、野兔在内的一般性保护动物也在保护范围之内。这一禁就是20多年,野生动物大量繁殖,特别是近几年,包括河南省在内的我国许多地区野猪、野兔泛滥成灾。,野猪泛滥成灾,保护得力----导致野猪家族“猪丁“兴旺,村民丁清霞1.2亩玉米被野猪祸害的只剩这些,严禁滥杀----猎捕行动将在严密监控下进行,自2007年11月19日开始,为期7天的驱捕野猪行动在西湖风景区打响。这两年西湖和杭州城中屡现野猪,狩猎队人说,保守估计西湖野猪数量超过1000头。从2002年始,野猪频频闯入居民生活区。11月4日晚,3名女游客就在杭州西湖苏堤遭遇野猪袭击。,三、种内竞争与自疏1、最后产量衡值法则(1)定义: 在一定范围内,当条件相同时,不管种群的密度如何,其最后产量差不多总是一样。(2) 表示方法:Y=W×d=C 其中:Y为总产量;W为平均每株重;d为密度;C为常数(3)生态学意义: 在稀疏种群中的每一个个体,都很容易获得资源和空间,生长状况好,构件多,生物量大; 而在密度高的种群中的个体,由于叶子相互重叠,根系在土壤交错,对光、水和营养等竞争激烈,个体生长率降低,从而更合理地利用资源。,
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