生态学概论及基础原理.ppt

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1、第一章生态学概论及基本原理1.1、生态学的概念及起源提出者：德国生物学家赫克尔于1869年首次提出。概念：①从关系角度：生态学是研究生物及其环境之间的相互关系的科学，是研究自然系统与人类的关系的科学。②从生存条件、相互作用角度：生态学是研究生物生存条件、生物及其群体与环境相互作用的过程及其规律的科学。起源：生态学(尤其是基础生态学)起源于生物学。1.2生态学与其他学科之间的关系1.2、生态学类型及分支学科基础生态学是以个体、种群、群落、生态系统等不同的等级单元为研究对象的。种群、群落和生态系统均以生物的群

2、体为研究对象，合称为群体生态学。(1)个体生态学(autecology)：个体生态学以生物的个体为研究对象。研究它与自然环境之间的相互关系，探讨环境因子对生物个体的影响以及它们对环境所产生的反应。(2)种群生态学(poptJIationecology)：种群是指一定时间、一定区域内同种个体的组合。种群生态学研究的主要内容是种群密度、出生率、死亡率、存在率和种群的增长规律及其调节。特定时间和一定空间中生活和繁殖的同种个体组成的群体种群是物种(species)具体的存在单位、繁殖单位和进化单位。种群的空间界限

3、和时间界限并不是十分明确的，常由研究者根据调查目的予以划定。种群的基本特征自然种群应具有以下三个主要特征：①空间特征，即种群有一定的分布区域和分布方式；②数量特征，即种群具有一定的密度、出生率、死亡率、年龄结构和性比；③遗传特征，即种群具有一定基因组成，即系一个基因库，以区别其他物种。种群密度过大时，每一种生物都会以特有的方式作出反应，如森林自然稀疏；种群密度也有一个最低限度，种群密度过低时，使种群的异性个体不能正常相遇和繁殖，会引起种群灭亡，表现出产量过低。种群密度(density)是指单位面积或体积内

4、种群的个体数量。影响种群大小或密度的因素主要有：①种群的繁殖特性②种群的结构③种内和种间的关系④物理环境因子种群的分布格局类型种群个体的空间分布格局大致可分为3种类型：随机型(random)、均匀型(uniform)和集群(成群)型(clumped)(图3-1)。随机分布每一个个体在种群领域中各个点上出现的机会是相等的，并且某一个体的存在不影响其他个体的分布。随机分布在自然界不很常见，只有当环境均一，种群个体间没有彼此吸引或排斥的情况下，才能出现随机分布。用种子繁殖的植物，在初入侵到一个新的地点时，常呈随

5、机分布。均匀分布种群内个体在空间上是等距离分布形式。均匀分布是由于种群内个体间的竞争所引起的。例如森林中植物为竞争阳光(林冠)和土壤中营养物(根际)，沙漠中植物为竞争水分。干燥地区所特有的自毒(autotoxin)现象，以阻止同种植物籽苗的生长是导致均匀分布的另一个原因。人工林属于均匀分布，但它是由于人为均匀栽植而形成的。种群个体的集群分布是对自然的长期选择和适应的结果，它有许多有利的方面：①具有保护作用；②利于繁殖；③增加个体间的基因交流，丰富遗传多样性；④有益的种内竞争。种群个体的集群分布也有不利的方

6、面：①加剧种内竞争；②导致环境恶化；③疾病的传播；④个体间的相互干预。同一种群的分布格局并不一定局限于某一种固定的形式，有些种群在不同的发育阶段可能有不同的分布格局。如当某一种群初时侵入，依靠种子自然撒播而呈随机分布；随后则因无性繁殖形成集群分布，最后可能因为竞争或其他原因又变为随机分布或均匀分布。因此，应对种群的自然属性与环境之间的关系进行全面地综合分析，才能对种群的分布格局和动态有较全面系统的认识。1.2.2.2种群分布格局的检验(1)相邻个体最小距离法种群空间格局的检验方法很多，如果种群的密度和个体

7、间的最小距离能够精确测量，则可采用相邻个体最小距离(nearest—neighbordistance)法检验内分布型。式中D——个体间最小距离的理论值；N—种群密度。式中d——个体间最小距离的观测值；di—第i个随机选择的个体与相邻个体的最小距离；n——观测次数。J=d／D式中J—种群分布型的判别指标；当J=1时，为随机分布；当J<1时，为集群分布；当J>1时，为均匀分布。(2)空间分布指数法种群分布格局的检验还可以用空间分布指数(indexofdispersion)法检验分布型。空间分布指数由方差／平均

8、数比率即I=S2/m。●若I=S2/m≈0，属均匀分布；●若I=S2/m=1，属随机分布；●若I=S2/m＞1，属集群分布。式中x——样方中某种个体数；f一含x个体样方的出现频率；n——样本总数。1.2.3种群的年龄结构和性比1.2.3.1种群的年龄结构1.2.3.2性比1.2.3.1种群的年龄结构种群的年龄结构(age—structure)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。