第五章种群增长课件.ppt

1、思考题思考题种群数量在时间过程中的动态种群数量在时间过程中的动态一、种群的离散增长模型（差分方程）一、种群的离散增长模型（差分方程）（一）增长率不变的离散增长模型（一）增长率不变的离散增长模型Nt =N0tt世代的种群数世代的种群数量量初始种群数初始种群数量量周限增长率周限增长率(世代增长率世代增长率)世代数世代数Nt1 =Ntt+1世代的种世代的种群数量群数量N1=N0 1;N2=N0 2N3=N0 3l模型的参数模型的参数：1：种群上升；种群上升；=1：种群稳定；种群稳定；0 1：种群下降；种群下降；=0：种群在下一世代灭亡。种群在下一世代灭亡。（二）增长率随种群大小而变化的离散增长模型（

2、二）增长率随种群大小而变化的离散增长模型种群密度种群密度N种群增长率种群增长率平衡点平衡点ep=1.00 1:平滑趋向平衡点；平滑趋向平衡点；1 2:向平衡点逐渐减幅向平衡点逐渐减幅振荡；振荡；22.57:无规则地混乱振荡。无规则地混乱振荡。增长率不变的连续增长模型增长率不变的连续增长模型dN/dt=rNNt=N0ert种群种群变化率变化率瞬时增长率瞬时增长率 种群个体数量种群个体数量瞬时增长率瞬时增长率(每员增长率每员增长率)时间时间t处的种处的种群个体数群个体数间隔或世间隔或世代长度代长度初始时的种初始时的种群个体数量群个体数量逻辑斯谛模型（逻辑斯谛模型（Logistic model）K逻

3、辑斯谛增长逻辑斯谛增长指数增长指数增长1 N/KtNtdN/dt=Nr(1-N/K)种群个体种群个体数量数量瞬时增长率瞬时增长率种群种群变化率变化率环境容环境容纳量纳量当比率增加时，种当比率增加时，种群增长变慢群增长变慢1N/K）1N/K)1N/K)1N/K)dN/dt=Nr(1-N/K)Nk/20KrK/4KDEBACtNtK/2三、具时滞的种群增长模型三、具时滞的种群增长模型Nt+1=Nt1B(Nt-1Neq)t世代种世代种群数量群数量t+1世代种群世代种群数量数量种群平衡种群平衡密度密度t-1世代种群世代种群数量数量 种群密度每偏离平衡种群密度每偏离平衡密度一个个体对种群密度一个个体对种

4、群增长率改变的比例增长率改变的比例N0=10,B=0.011,Neq=1000 0.25:种群表现为稳定的平衡，不产生种群表现为稳定的平衡，不产生振荡；振荡；0.25 1.0:种群表现为周期性振荡（稳定的极限种群表现为周期性振荡（稳定的极限环）或增幅振荡。环）或增幅振荡。曲线上的数字代表曲线上的数字代表rT值，通常时滞越长，数量越不稳定值，通常时滞越长，数量越不稳定四、四、种群增长的随机模型种群增长的随机模型种群大小种群大小雌体种群：雌体种群：N0=6,=2.0,产产1个概率个概率0.5，产，产3个概个概率率0.5时，经过一个世代后种群数量的频率分布时，经过一个世代后种群数量的频率分布外源性外

5、源性调节调节内源性内源性调节调节l种群参数受天气条件强烈影响；种群参数受天气条件强烈影响；l种群的数量大发生与天气条件的变化明显相关；种群的数量大发生与天气条件的变化明显相关；l强调种群数量的变动，否认稳定性。强调种群数量的变动，否认稳定性。安德列沃斯（安德列沃斯（Andrewartha）和伯奇（）和伯奇（Birch）对）对蓟马的研究。蓟马的研究。气候学派气候学派生物学派生物学派Lack的种群调节观点：影响鸟类密度制约性死亡的种群调节观点：影响鸟类密度制约性死亡的动因主要有三个：食物短缺、捕食和疾病，食的动因主要有三个：食物短缺、捕食和疾病，食物是决定性的，主要作用于幼鸟。物是决定性的，主要作

6、用于幼鸟。尼科里斯基的观点：当食物丰富时，鱼类的生长尼科里斯基的观点：当食物丰富时，鱼类的生长加速，性成熟提前，首次参加繁殖的组年龄变小，加速，性成熟提前，首次参加繁殖的组年龄变小，同样大小的个体的出生率提高；成鱼摄食本种幼同样大小的个体的出生率提高；成鱼摄食本种幼鱼的比例减少；幼鱼的生命力增强，死亡率降低；鱼的比例减少；幼鱼的生命力增强，死亡率降低；迟到产卵场的、比较年轻的雌鱼的受精卵质量提迟到产卵场的、比较年轻的雌鱼的受精卵质量提高。高。调和学派调和学派非密度制约作用非密度制约作用密度制约作用密度制约作用环境环境有利有利环境环境不利不利自动调节学派自动调节学派 社群等级和领域性等社群行为社

7、群等级和领域性等社群行为限制了生境中的动物限制了生境中的动物数量，把剩余的个体从适宜生境排挤出去，使之成数量，把剩余的个体从适宜生境排挤出去，使之成为为“游荡的储存者游荡的储存者”（floating reservior）或者剩余）或者剩余部分（部分（surplus）。这部分个体不能进行繁殖，或者）。这部分个体不能进行繁殖，或者繁殖行为受到具领域者的限制，或者缺乏营巢繁殖繁殖行为受到具领域者的限制，或者缺乏营巢繁殖场所。这部分个体由于缺乏保护条件，也最容易受场所。这部分个体由于缺乏保护条件，也最容易受捕食、疾病、不良天气条件所侵害，死亡率较高。捕食、疾病、不良天气条件所侵害，死亡率较高。种群的上

8、述社群行为限制了种群的增长，并且这种种群的上述社群行为限制了种群的增长，并且这种作用是密度制约的。作用是密度制约的。行为调节行为调节温温爱德华爱德华(Wyune-Edwards)学说学说l对行为调节学说的批评：对行为调节学说的批评：在鸟类方面，与在鸟类方面，与Lack的观点针锋相对；的观点针锋相对；群体选择论的反对者认为选择都是通过个体而进行群体选择论的反对者认为选择都是通过个体而进行的。的。内分泌调节内分泌调节l对内分泌调节学说的批评：对内分泌调节学说的批评：笼养密度在自然条件下不大可能达到；笼养密度在自然条件下不大可能达到；野外调查结果不十分一致；野外调查结果不十分一致；仅适用于兽类，对其

9、它类群是否适用还不清楚；仅适用于兽类，对其它类群是否适用还不清楚；是否错误的将已经死亡的个体（而不是死亡前的是否错误的将已经死亡的个体（而不是死亡前的个体）作为采血对象；个体）作为采血对象；密度的影响往往具有时滞。密度的影响往往具有时滞。l对遗传调节学说的批评：对遗传调节学说的批评：适用于兽类以外的一些类群，如昆虫；适用于兽类以外的一些类群，如昆虫；至今未找到遗传多样性随种群密度高低而作有规至今未找到遗传多样性随种群密度高低而作有规律变化的有利证据；律变化的有利证据；不易说明种群遗传组成变化与外因中食物限制的不易说明种群遗传组成变化与外因中食物限制的关系。关系。l种群调节与种群限制种群调节与种

10、群限制l密度制约与生活周期密度制约与生活周期l多衡点（多衡点（multiple stable points）l种群调节与种群限制种群调节与种群限制限制过程使种群数量减少或不致出现过渡上升；限制过程使种群数量减少或不致出现过渡上升；调节过程是当种群偏离平衡密度时使种群回到平调节过程是当种群偏离平衡密度时使种群回到平衡密度。衡密度。气候学派讨论的是种群限制和限制因素问题；生气候学派讨论的是种群限制和限制因素问题；生物学派讨论的是种群调节和调节因素问题。物学派讨论的是种群调节和调节因素问题。l密度制约与生活周期密度制约与生活周期昆虫中，密度制约性调节多出现在幼虫期，密度昆虫中，密度制约性调节多出现在

11、幼虫期，密度制约性死亡原因中，近一半属于对食物的竞争；制约性死亡原因中，近一半属于对食物的竞争；其次为捕食和拟寄生，仅极少种群受社群关系的其次为捕食和拟寄生，仅极少种群受社群关系的作用。作用。鱼类密度制约性死亡主要出现在幼鱼早期，而成鱼类密度制约性死亡主要出现在幼鱼早期，而成体期则是非密度制约性的。对于鱼类密度制约性体期则是非密度制约性的。对于鱼类密度制约性死亡率变动的原因目前了解不多，一般认为食物死亡率变动的原因目前了解不多，一般认为食物条件和捕食两个因素最重要。条件和捕食两个因素最重要。鸟类密度制约性死亡主要出现在幼鸟晚期，主要鸟类密度制约性死亡主要出现在幼鸟晚期，主要原因为食物短缺和领域

12、的竞争。原因为食物短缺和领域的竞争。小型兽类密度制约性死亡主要出现在脱离母体而小型兽类密度制约性死亡主要出现在脱离母体而独立生活的幼体晚期，主要原因为空间和社群行独立生活的幼体晚期，主要原因为空间和社群行为。为。大型兽类早期幼体死亡率和雌体出生率是密度制大型兽类早期幼体死亡率和雌体出生率是密度制约性的，食物可能为主要因素。约性的，食物可能为主要因素。l多衡点（多衡点（multiple stable points）较低密度下，种群有一个平衡点，它受捕食者调较低密度下，种群有一个平衡点，它受捕食者调节；节；当种群脱离捕食者控制而达到非常高的密度时，当种群脱离捕食者控制而达到非常高的密度时，则出现另

13、外一个平衡点，它受食物因子的调节。则出现另外一个平衡点，它受食物因子的调节。1.猖獗猖獗2.种群崩溃种群崩溃(population crash)3.生态入侵生态入侵(ecological invasion)4.尼科森的平衡学说尼科森的平衡学说5.多衡点（多衡点（multiple stable points）问答题问答题1.逻辑斯谛模型的假设。逻辑斯谛模型的假设。2.逻辑斯谛方程生物学含义。逻辑斯谛方程生物学含义。3.逻辑斯谛增长曲线的五个时期。逻辑斯谛增长曲线的五个时期。4.逻辑斯谛增长模型的评价。逻辑斯谛增长模型的评价。5.气候学派早期的主要观点。气候学派早期的主要观点。6.自动调节学派的三个共同特点。自动调节学派的三个共同特点。7.简述温简述温爱德华爱德华(Wyune-Edwards)学说的主要内容。学说的主要内容。8.对内分泌调节学说的批评主要有那些方面？对内分泌调节学说的批评主要有那些方面？9.种群调节与种群限制的主要区别是什么？种群调节与种群限制的主要区别是什么？