种群调节机制的进展剖析
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第八章种群调节一个种群不可能无限制地增长,由于空间和资源的限制种群增长只能达到环境容量。
此时种群数量还是变化的,或在环境容量上下波动、或减幅振荡、或增幅振荡灭绝等,种群数量趋于保持在环境容量水平上的现象称为种群调节。
这是一个广义的概念,种群数量波动时,种群调节表现明显。
人们对自然界动物种群中进行过许多种群调节研究,主要是针对波动种群的调节。
最经典的种群调节例子是加拿大的猞猁(哺乳动物,外形象猫,但大得多,皮毛厚而软,珍贵),由保存了1800年后捕猎其皮毛的记录,得出猞猁种群每9~10年一个高峰,平均是9.6年,每次高峰后捕获数量急剧下降。
北方鼠类(旅鼠、姬鼠、田鼠、小兴安岭的棕背鼠平)种群3~4年一个周期;蝗虫种群1695~1895年间每40年大发生一次。
种群数量变动是出生和死亡、迁入和迁出作用的结果,而影响出生、死亡、迁入、迁出的因素是复杂的,决定种群数量的因素组合也是多样的。
生态学家为揭示种群调节的本质,提出了许多学说解释种群调节的机制。
不同的作者(Odum, Price, 孙儒泳、徐汝梅等)均作过不同的归类说明。
§1. 动物种群调节学说一、非密度制约因素某种因素对种群的效应与种群密度无关,这类因素统称为非密度制约因素。
当种群在一定密度范围内,这类因素起着限制种群数量的作用,其本身并不受种群密度所制约,如气候因素。
1. 气候学派①代表人物:(以色列)Bodenheimer(博登海默, 1928)。
②主要观点:a.种群参数受天气条件的强烈影响;b.种群数量和大发生与天气条件的变化明显相关;c.强调种群数量的变动,否认种群的稳定性;澳大利亚动物学家Andrewartha(安德烈沃斯)和Birch(伯奇)(1954)研究蓟马种群长达14年,认为有利于蓟马种群迅速增长的天气期限不够长,是限制蓟马种群增长的主要因素,以致于蓟马没有足够的时间增加到环境容量。
而竞争食物的结果对种群数量影响不大,密度制约因素不是重要的。
种群动态的调控机制生态系统中,生物种群(指同种生物在一定地理区域范围内的总和)是构成整个生态系统的重要组成部分。
种群数目与密度等参数是刻画生态系统功能稳定性、物质循环、生物多样性等重要因素。
而种群数量、结构、演替过程和生态位使用则受到环境变化、繁殖力、竞争、捕食或食病害等生态因素的调控,在生态系统功能稳定性的维持中起着重要的作用。
种群动态的调控机制是指通过各种生态因素与因素间的相互作用、反馈、稳态、不可逆性等调控效应,调节、控制生态系统中种群数量与分布变化的生态机制。
种群动态主要反映了物种的数量、干重或生物量、密度、分布、占有率以及生殖指数、性比例、年龄结构、生长与死亡率等要素的分布与动态变化。
种群动态调控机制可分为内部调控和外部调控两大类。
内部调控机制内部调控机制是指种群内部的自然调控方式,通常与生活史特征、环境适应性、种群密度以及种间竞争等有关。
生物种群遗传结构和生态位的利用可以部分反映种群的适应性,内部调控机制通常包括以下几个方面内容:1.繁殖和生活史特征繁殖特征是评价种群生产力大小的重要指标。
种群繁殖力受性比例、生育季节、繁殖方式、生育率等因素的影响。
不同物种具有不同的繁殖方式,对宿主适应与利用效率有较大影响。
回顾地球历史,可发现不同物种从海洋到陆地上时,繁殖方式的改变成为它在陆地上存活下来的首要条件。
例如,据古生物学家推测,当古爬行动物爬上陆地,便产生更多的卵、更多的后代,同时留下较多的后代繁殖下一代,成为了它能在陆地上成功存活的关键。
反之,当恐龙退化成为禽鸟时,它们就变成卵生动物,目的是在土地上育儿,从而逐渐向旱地过渡。
2.干扰调控种间竞争是生态系统中的普遍现象,物种之间通过竞争来调节彼此的数量,确保强者生存,弱者致残,比如虎狼猎食时寻找的总会是落单或胆小的猎物,如果猎物的舞台太小导致栖息量减少,疾病死亡率增加,则大型捕食动物的数量也会相应下降,这一过程就是由竞争组成的系统的动态演化过程。
种群的结构、动态与数量调节一、种群的概念和特征1.种群是同一物种个体的集合体(1)种群是指占有一定空间和时间的同一物种个体的集合体。
个体彼此间可以互配进行生殖。
(2)种群不仅是物种的存在单位,而且是物种的繁殖单位和进化单位。
(3)种群不仅是物种的具体存在单位,而且也是群落的基本组成成分。
2.出生率和死亡率是决定种群动态的两个重要参数(1)出生率一般用单位时间(如年、月、日等)内每100个个体的出生个体数表示。
(2)死亡率一般用单位时间内每100个个体的死亡数表示。
(3)出生率和死亡率的相互作用决定着种群的数量动态。
在一定时期内,只要种群的出生率大于死亡率,种群的数量就会增加,反之,种群的数量就会下降。
3.年龄结构预示着种群未来的增长趋势(1)种群的年龄结构是指不同年龄的个体在种群中占有比例的关系。
(2)动物的年龄分为生殖前期、生殖期和生殖后期3个年龄组。
(3)种群的年龄结构类型①增长型的年龄结构:年轻个体占优势的种群;②衰退型的年龄结构;老年个体占优势的种群;③稳定型的年龄结构:各年龄组的比例大体相等的种群。
4.标志重捕是动物种群密度调查的一种常用方法(1)种群密度是指单位面积上个体的数量,它随着季节、气候条件、食物储量和其他因素而发生变化。
(2)标志重捕法①标志重捕法的方法先捕获一部分个体进行标记,然后再将它们释放,过一定时间后再进行重捕并记下重捕个体中已被标记的个体数。
②标志重捕法的计算其中N=种群总个体数,M=标志个体数,n=重捕个体数,m=重捕中被标记的个体数。
③标志重捕法的应用条件a.标志个体释放后应与其他个体均匀混合;b.标志方法不会伤害动物和影响动物的行为;c.研究区域呈相对封闭状态,没有个体的迁入和迁出。
5.种群中的个体有3种分布型(1)分布型是指种群中个体的空间分布格局。
(2)种群中个体的分布型①集群分布集群分布是最常见的,是动植物对生境差异发生反应的结果,同时也受生殖方式和社会行为的影响。
种群遗传调节的机制引言:种群遗传调节是指种群内部个体遗传变异的调节过程。
这一机制在自然选择与进化中起到了重要的作用。
本文将从遗传变异、自然选择和进化三个方面分析种群遗传调节的机制。
一、遗传变异遗传变异是种群遗传调节的基础。
个体间的遗传差异是由于基因的突变、重组和基因频率的改变等因素造成的。
这些遗传变异可以是有利的、不利的或中性的。
有利的遗传变异使得个体在环境中具备更好的适应能力,能够生存下来并繁殖后代,从而使这些有利基因在种群中逐渐积累。
相反,不利的遗传变异会降低个体的适应能力,使其难以生存和繁殖。
中性的遗传变异则对个体的适应能力没有显著影响。
二、自然选择自然选择是种群遗传调节中的核心机制。
它是指环境对个体适应性的选择。
根据个体的适应性差异,自然选择会使适应性强的个体更有可能生存下来并繁殖后代,从而使有利的遗传变异在种群中逐渐积累。
自然选择包括三种形式:方向选择、稳定选择和离散选择。
方向选择是指环境改变导致某一特定表型具有更好适应能力而被选择。
稳定选择是指环境选择中间值,使得种群的表型分布向中间值偏移。
离散选择是指环境选择两个或多个极端值,使得种群的表型分布向极端值偏移。
三、进化种群遗传调节的最终结果是进化。
进化是种群遗传组成的长期累积效应。
通过遗传变异和自然选择,种群的基因频率发生了改变,使得种群适应环境的能力增强。
进化可以是渐进的,也可以是突变的。
渐进的进化是指通过逐渐积累有利基因和逐渐淘汰不利基因,使种群适应环境的能力逐步提高。
突变的进化是指突发性的环境变化导致种群的基因频率迅速发生改变,使种群适应新环境。
结论:种群遗传调节的机制是遗传变异、自然选择和进化的综合效应。
通过遗传变异的产生和选择,种群在面对环境变化时能够适应并生存下来。
这一机制在自然界中广泛存在,推动了物种的进化和生态系统的稳定。
对于人类来说,了解种群遗传调节的机制有助于我们更好地认识自然界并保护生物多样性。