普通生态学复习资料

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是无界的,即种群在无限的环境中生长,没有受资源、空间等条件的限制;②世代不相重叠,增长是不连续的,或称离散的;③种群没有迁入和迁出;④种群没有年龄结构。

其数学模型通常是把世代t十1的种群Nt?1与世代t的种群N,联系起来的差分方程:

Nt?1??Nt或Nt/N0??t

式中,N为种群大小;t为时间;?是种群周限增长率。

上述模型的生物学含义是假定在一个繁殖季节t0开始,初始种群大小为N0(要求雌雄个体数量相等),其出生率为B,总死亡率为D。到下一代t1时,其种群数量N1为:

N1?N0?B?D

周限增长率?是种群增长中有用的参数。从理论上讲,?有以下4种情况: (1) ?>l,种群上升; (2) ?=1,种群稳定; (3) 0

(4) ?=0,种群无繁殖现象,且在一代中灭亡。 10.高斯假说的中心内容是什么?

答:当两个物种利用同一种资源和空间时产生的种间竞争现象。两个物种越相似,它们的生态位重叠就越多,竞争就越激烈。

11.解释与比较r、rm、R0的概念,Logistic模型中的N/K的意义何在?

答:一般来讲,这是在综合生命表中出现的几个概念。三者的共同点是都可以反映种群的数量动态,但表达方式不同。

净增殖率(或世代净增殖率)R0:将存活率和出生率两方面数据相乘,并累加起来

(R0??lxmx),即得净生殖率。为一个世代净增殖的个体数,例如,R0?3.096,表示种群

个体数经一个世代后平均增长到原来的3.096倍。

rm:种群增长率,它是瞬时变化的,即r?lnR0/T。不同的生物,其世代时间的长短不同,为保证不同种群的净增殖率具有可比性,将R0/T相比较。T为世代时间,即种群中子代从母体出生到子代再产子的平均时间。

rm:最大瞬时增长率(rmax),又叫内禀增长率,指特定条件下的种群瞬时增长率。即具有稳定年龄结构的种群,在食物与空间不受限制,同种其他个体的密度维持在最适水平,在环境中没有天敌,并在最适温度、湿度和光照条件下的种群瞬时增长率,也是最大的种群瞬时增长率。即最佳环境条件下能测得的种群瞬时增长率,常作为种群数量动态理论研究中的最大值。

Logistic模型中的N/K:当N趋近于0时,种群的个体数量很少,密度增长缓慢;当N由0趋近K/2时,密度增长逐渐加快;当N?K/2时,个体数达到饱和密度的一半,密度增长最快;当N趋近于K个体数且超过K/2时,密度增长逐渐变慢;当N?K时,

种群的个体数达到K饱和值。

12.比较r对策者生物与K对策者生物的主要区别,并用r?K理论阐明珍稀濒危动、植物为何要严加保护,否则将有灭绝的危险。

答:(1)r选择:在环境不稳定和自然灾害经常发生的地方,只有较高的繁殖能力才能补偿灾害所造成的损失。故在不稳定的环境中,谁具有较高的繁殖能力将对谁更有利。所以居住在不稳定环境中的物种,具有较大的rm是有利的,有利于增大内禀增长率的选择称为r选择。

(2)K选择:在气候条件稳定,自然灾害罕见的地方,生物的繁衍有可能接近环境容纳量,即近似于逻辑斯谛方程中的饱和密度(K)。故在稳定的环境中,谁能更好地利用环境承载力,达到更高的K,对谁就有利。

r选择和K选择的某些相关特征表

r选择 K选择

气候 多变、不确定、难以预测 稳定、较确定、可预测 死亡 具灾变性、无规律、非密度制约 比较有规律、受密度制约 存活 幼体存活率低 幼体存活率高

数量 时间上变动大,不稳定, 时间上稳定通常临近K值

远远低于环境承载力

种内种间竞争 多变,通常不紧张 经常保持紧张

倾向选择 ①发育快;②增长力高; ①发育缓慢;②竞争力高;

③提高生育;④体型小; ③延迟生育;④体型小; ⑤单次繁殖 ⑤多次繁殖

寿命 短,通常少于一年 长,通常大于一年 最终结果 高繁殖力 高存活力

二.关键概念及辨析

1.生态位:主要指在自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。

2.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。

3.Fisher性比理论:性比通常以种群中雄体对雌体的相对数表示,如雌雄体数量相等,性比为1:1。大多数生物种群的性比倾向于1:1,这种倾向的进化原因叫做Fisher性比理论。 4.多型:在种群中许多等位基因的存在导致一个种群中一种以上的表现型,这种现象叫做多型。

5.种群增长类型:一类是与密度无关的种群增长模型,即假定环境中空间、食物等资源是无限的,因而其增长率不随种群本身而变化;另一类是与密度有关的种群增长模型,有一个环境容纳量,增长率随密度上升而降低。

6.他感作用:一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质,对其他植物产生直接或间接的影响。

7.竞争排斥原理:在一个稳定的环境内,两个以上受资源限制的、但具有相同资源利用方式的种,不能长期共存在一起,也即完全的竞争者不能共存。

8.自疏现象:随着播种密度的提高超过一定值时,种内对资源的竞争不仅影响到植株生长发育的速度,也影响到植株的存活率。这一现象称为自疏现象。

9.存活曲线:是以生物的相对年龄(绝对年龄除以平均寿命)为横坐标,以各年龄的存活率为纵坐标,所画出的曲线,它可以反映生物生活史中各时期的死亡率。

10.生活史对策:指处于相似选择压力下的不同种群或者物种,其独立进化的相关性状所形成的一种特化表型。根据环境选择的确切意义阐明生活史式样的起源及其适应性叫做生活史对策。

11.环境容纳量:对于一个种群来说,设想有一个环境条件所允许的最大种群值以K表示,当种群达到K值时,将不再增长,此时K值为环境容纳量。

12.中度干扰假说:高干扰频度会使不能迅速恢复的物种种群消失,低干扰频度将允许种间竞争付出代价,这一观点称为中度干扰假说。中等程度的干扰水平能维持高多样性与种群的生存。

13.实际出生率:在特定环境条件下种群的实际出生率称为实际出生率或称生态出生率(ecological natality)。

14.最大出生率:最大出生率是指种群处于理想条件下的出生率。

15.最低死亡率:最低死亡率是种群在最适的环境条件下,种群中个体都是由年老而死亡,即动物都活到了生理寿命才死亡的。

16.实际死亡率:在特定环境条件下种群的实际死亡率称为实际死亡率或称生态死亡率。 17.生态寿命:是指种群在特定环境条件下的平均实际寿命。

18.密度制约因素:当某一因素以百分比表示的不利效应(如死亡率)随种群密度的增大而增大或减小时,这种因素就是密度制约因素,如生物种间的捕食、寄生、食物、竞争等。 19.邻接效应:在一定时间内,当种群的个体数目增加时,就必定会出现邻接个体之间的相互影响,称为密度效应或邻接效应。

20遗传漂变:一般发生在较小的种群中,因为在一个很大的种群里,如果不发生突变,根据哈一温定律,不同的基因型频率将保持平衡状态,但在较小的种群中,即使无适应的变异发生,种群内基因频率也会发生变化,也就是由于隔离,不能充分地随机交配,种群内基因不能达到完全自由分离和组合时产生的误差所引起的基因频率的改变。

每三章 群 落

一.核心知识回顾 1.群落的结构特征

(1)群落的结构单元:群落中各物种的生活型及相同生活型的物种所组成的层片。 (2)群落的垂直结构:即群落的成层性,包括地上成层与地下成层。

(3)群落的水平结构:是指群落的配置状况或水平格局,主要是群落的镶嵌性与复合体。 (4)群落的外貌与季相:群落的外貌决定于群落的种类组成和层片结构;季相是群落外貌随时间的推移而发生的周期性变化。 (5)营养结构:食物链和食物网。 2.影响群落结构的因素 (1)生物因素:①竞争——如果竞争的结果引起种间生态位的分化,将使群落中物种多样性增加;②捕食——如果捕食者喜食的是群落中的优势种,则捕食可以提高多样性,如捕食者喜食的是竞争上占劣势的种类,则捕食会降低多样性。

(2)干扰:Connell等提出的中度干扰假说认为,群落在中等程度的干扰水平下能维持高的生物多样性。

(3)空间异质性:①环境的空间异质性——环境的空间异质性愈高,群落多样性也愈高;②植物群落的空间异质性——植物群落的层次和结构越复杂,群落多样性也就越高。

(4)平衡说和非平衡学说:平衡说认为共同生活在同一群落中的物种处于一种稳定状态。非平衡说认为群落不存在全局稳定性,有的只是群落的抵抗性和恢复性。

3.演替的基本类型

(1)按照演替发生的时间进程可以分为:①世纪演替;②长期演替;③快速演替。 (2)按演替发生的起始条件划分为:①原生演替;②次生演替。 (3)按基质的性质划分为:①水生演替;②旱生演替。 (4)按控制演替的主导因素划分为:①内因性演替;②外因性演替。 (5)按群落代谢特征划分为:①自养性演替;②异养性演替。 (6)按群落演替性质划分为:①进展演替;②逆行演替。 4.演替的顶极学说

(1)单元顶极论:该学说认为任何一个特定气候区,只有一个顶极群落,其他一切群落类型都朝这一唯一的顶极群落发展,并且各地区顶极群落是什么类型决定于那里的气候条件。 (2)多元顶极论:该学说认为,某一气候区域的物理环境不是同一的,因此设想所有群落演替不是处于同一顶极。事实上,任何一个地区的顶极群落都不止一种,它们都明显处于相对平衡状态。

(3)顶极—格局假说:该学说认为自然群落是由许多环境因素决定的,如土壤、气候、生物等。逐渐改变的环境梯度中,顶极群落的类型也是逐渐变化的,彼此间难以彻底划分开来。 5.两种不同的演替观

(1)经典的演替观有两个基本点:①每一演替阶段的群落明显不同于下一阶段的群落;②前一阶段群落中物种的活动促进了下一阶段物种的建立。

(2)个体论演替观认为初始物种组成决定群落演替后来的优势种。 6.群落多样性测试 A.?多样性测度

?多样性指数:群落所含物种多寡(物种丰富度)和各个种的相对密度(物种均匀度)

a.物种丰富度指数 ①Gleason指数:D?S/lnA,A为单位面积,S为群落中的物种数目。

②Margalef指数:D?(S?1)/lnN,S为群落中的物种总数目,N为观察到的个体总数。 b.多样性指数

2①Simpson(辛普森)指数:D?1??Pi种的个体数占群落中总个体数的比例。 i,P②Shannon-Weiner(香农—威纳)指数:H'???PilnPi 式中Pi?Ni/N。

③Pielou均匀度指数:E?H/Hmax,H为实际观察的物种多样性指数,Hmax为最大的物种多样性指数,Hmax?lnS(S为群落中的总物种数)。 B.?多样性指数:

?多样性物种多度沿着环境梯度从一个生境到另一个生境的变化速度和范围。

①Whittaker指数(?w):?w?S/m??1,S为所研究系统中记录的物种总数;m?为各样方或样本的平均物种数。

②Cody指数(?c):?c?[g(H)?1(H)]/2,g(H)是沿生境梯度H增加的物种数目;1(H)

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