[高等教育]第三章種群及其基本特征(編輯修改稿)
2025-03-20 09:06 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 T= ∑x lxmx /R0 = ∑x lxmx / ∑lxmx r和 T對(duì)于計(jì)劃生育具有啟示作用，控制人口，應(yīng)減小 R0值，增大 T值。 內(nèi)稟增長(zhǎng)率 (rm)：是具有穩(wěn)定年齡結(jié)構(gòu)的種群，在食物不受限制、同種其他個(gè)體的密度維持在最適水平，在環(huán)境中沒(méi)有天敵，并在某一特定的溫度、濕度、光照和食物等的環(huán)境條件組配下，種群的最大瞬時(shí)增長(zhǎng)率。 (Andrewartha) 內(nèi)稟增長(zhǎng)率的意義 可以敏感地反應(yīng)出環(huán)境的細(xì)微變化，是特定種群對(duì)于環(huán)境質(zhì)量反應(yīng)的一個(gè)優(yōu)良指標(biāo)，如測(cè)定某種生物種群的最適環(huán)境，Birch1953年對(duì)糧倉(cāng)害蟲米象測(cè)定過(guò)不同環(huán)境溫度和小麥含水量下的 rm值，發(fā)現(xiàn) 30度和 14%含水量處 rm最大； 是自然現(xiàn)象的抽象，它能作為一個(gè)模型，可以與自然界觀察到的實(shí)際增長(zhǎng)率進(jìn)行比較。 課堂練習(xí) X 年齡 (y) nx 存活數(shù) lx 存活率 dx 死亡數(shù) mx 生育力 lxmx Tx ex 生命期望 0 996 1 158 2 154 3 4 5 6 7 8 151 147 136 105 74 22 9 0 0 課堂練習(xí) 計(jì)算：死亡數(shù) dx，死亡率 qx， Lx， Tx，生命期望 ex以及凈增值率 R0 繪制這種生物的存活曲線，它屬于哪一型？ 幾何增長(zhǎng)模型及草夾竹桃（ Phlox drummomdii） 假設(shè)的增長(zhǎng)曲線 與密度無(wú)關(guān)的種群連續(xù)增長(zhǎng)模型 （世代重疊） ?種群的增長(zhǎng)可以用 指數(shù)增長(zhǎng) 的模型描述 。 ?模型前提條件 ：增長(zhǎng)率不變化；無(wú)限環(huán)境；世代重疊；種群沒(méi)有遷入和遷出；具有年齡結(jié)構(gòu) 。 種群變化率 ： dN/dt = rNt Nt = N0ert lnNt = lnN0 + rt r =ln ( Nt/N0)/t r——每員增長(zhǎng)率 : 任一短的時(shí)間內(nèi)，出生率與死亡率之差便是每員增長(zhǎng)率，又稱瞬時(shí)增長(zhǎng)率。 r0，種群增長(zhǎng)； r=0，種群穩(wěn)定； r0，種群下降 r=∞, 雌體無(wú)生殖 ,種群滅亡 dN/dt=rN Nt=N0ert 種群 變化率 瞬時(shí)增長(zhǎng)率(每員增長(zhǎng)率 ) 種群個(gè)體數(shù)量 瞬時(shí)增長(zhǎng)率(每員增長(zhǎng)率 ) 時(shí)間 t處的種群個(gè)體數(shù) 間隔或世代的長(zhǎng)度 初始時(shí)的種群個(gè)體數(shù)量 種群的指數(shù)增長(zhǎng)模型 與密度無(wú)關(guān)的種群連續(xù)增長(zhǎng)模型 （世代重疊） 行為：指數(shù)增長(zhǎng)，種群的增長(zhǎng)曲線為 “ J”型，又稱 “ J”型增長(zhǎng) 。 每員增長(zhǎng)率 r與周限增長(zhǎng)率 λ的關(guān)系 Nt＝ N0λ t Nt = N0ert λ t = ert 如 t=1 則 λ = er 例子：書中 P53，并求人口加倍時(shí)間。 lnNt=lnN0+rt 種群的指數(shù)增長(zhǎng)曲線及實(shí)例 （蘇格蘭松、領(lǐng)鴿和人類） 蘇格蘭松 領(lǐng)鴿 人類 與密度有關(guān)的種群增長(zhǎng)模型 增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的離散增長(zhǎng)模型 增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的連續(xù)增長(zhǎng)模型 ——邏輯斯諦連續(xù)增長(zhǎng)模型 增長(zhǎng)率隨種群大小而變化的連續(xù)增長(zhǎng)模型 種群的邏輯斯諦連續(xù)增長(zhǎng)模型 –隨著資源的消耗，種群增長(zhǎng)率變慢，并趨向停止，因此，自然種群常呈邏輯斯諦增長(zhǎng)。體現(xiàn)在 增長(zhǎng)曲線上為“ S”型 。種群停止增長(zhǎng)處的種群大小通常稱 “環(huán)境容納量”或 K，即環(huán)境能維持的特定種群的個(gè)體數(shù)量。種群增長(zhǎng)可以用邏輯斯諦模型描述。 –模型前提條件 ：增長(zhǎng)率變化：有限環(huán)境，有一個(gè)環(huán)境條件所允許的最大種群值，即環(huán)境容納量 K；世代重疊；密度與增長(zhǎng)率關(guān)系是隨種群的密度增加，種群的增長(zhǎng)率所受的影響逐漸地、按比例地增加。 種群的邏輯斯諦連續(xù)增長(zhǎng)模型 數(shù)學(xué)模型 dN/dt = r N (1N/K) （微分式） Nt=K/(1+eart) （ 積分式 ） 模型行為 ： 該曲線在 N=K/2處有一個(gè)拐點(diǎn)，在拐點(diǎn)上， dN/dt最大，在拐點(diǎn)前， dN/dt 隨種群增加而上升，在拐點(diǎn)后， dN/dt隨種群增加而下降，因此， 曲線可劃分為 ：①開始期 (潛伏期 )(N→0) ，②加速期(N→K ／ 2) ，③轉(zhuǎn)折期 (N＝ K／ 2) ，④減速期(N→K) ，⑤飽和期 (N＝ K) K 邏輯斯諦增長(zhǎng) 指數(shù)增長(zhǎng) 指數(shù)增長(zhǎng)與邏輯斯諦增長(zhǎng)之間的關(guān)系 剩余空間 1－ N /K t Nt dN/dt=rN dN/dt=rN(1N/K) 環(huán)境阻力N/K 環(huán)境阻力 N/K和剩余空間（ 1N/K） 邏輯斯諦方程與指數(shù)增長(zhǎng)方程結(jié)構(gòu)基本相同 ,但增加了一個(gè)修正項(xiàng) (1N/K),它代表的生物學(xué)含義是”剩余空間” ,或稱未利用的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。 如果種群數(shù)量 N趨向于零 ，那么（ 1N/K）項(xiàng)就逼近于 1，表示全部 K空間尚未被利用；種群接近于指數(shù)增長(zhǎng)，種群的最大增長(zhǎng)能充分地實(shí)現(xiàn)。 如果種群數(shù)量 N趨向于 K，那么（ 1N/K）項(xiàng)就逼近于零，表示幾乎全部 K空間已被利用，種群潛在的最大增長(zhǎng)不能實(shí)現(xiàn)。 當(dāng)種群數(shù)量 N，由零逐漸增加到 K，（ 1N/K）項(xiàng)由 1逐漸下降為零，表示種群增長(zhǎng)的“剩余”空間逐漸變小，種群潛在的最大增長(zhǎng)的可實(shí)現(xiàn)程度逐漸降低。并且，種群數(shù)量每增加一個(gè)個(gè)體，這種抑制性定量就是 1/K，個(gè)體數(shù) N越多，總的抑制性影響 N/K越大，這種總的抑制性影響稱為 “環(huán)境阻力” 。 邏輯斯諦增長(zhǎng)模型小結(jié) 邏輯斯諦增長(zhǎng)有一最大值 ——K值，表示種群的環(huán)境容納量 ； 當(dāng)種群密度上升時(shí)，種群能實(shí)現(xiàn)的有效增長(zhǎng)率降低，即種群增長(zhǎng)有密度效應(yīng)，即種群密度與增長(zhǎng)率之間存在著反饋機(jī)制 ——密度制約作用 ； 密度增長(zhǎng)對(duì)增長(zhǎng)率的下降的抑制效應(yīng)是按比例的，
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