种群结构
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生态学种群的组成和结构
种群波动可能导致种群数量的 增加或减少，从而影响种群的 生存和繁衍。
种群消亡
01
种群消亡是指种群数量的减少，最终导致种群的灭 绝。
02
种群消亡可能是由于环境恶化、资源枯竭、竞争失 败、捕食压力增加等因素引起的。
03
种群消亡是一个渐进的过程，通常由一系列负面因 素累积导致。
04 种群的遗传结构
遗传多样性
突变
指基因在复制过程中发生 的随机变化，包括点突变、 染色体变异等。
意义
基因流和突变是种群进化 的重要驱动力，有助于增 加种群的适应性和进化潜 力。
物种形成和进化
物种形成
指新物种的起源和形成，通常是 由于种群间遗传差异的积累和生
殖隔离机制的建立。
进化
指物种在长期演化过程中发生的形 态、生理和行为等方面的变化。
种群的分布特征
要点一
总结词
种群的分布特征包括种群的地理分布、空间格局和生态位 等。
要点二
详细描述
种群的地理分布是指种群在地理空间上的位置和范围。空 间格局则是指种群在空间中的分布状态，包括均匀分布、 随机分布和集群分布等。生态位是指种群在生态系统中的 地位和作用，包括它们的食物来源、栖息地和其他与生存 和繁殖相关的生态关系。这些分布特征对于理解种群的生 态学和演化具有重要的意义。
在理想条件下，种群呈指数增长，即随着时间 的推移，种群数量以恒定的速率增长。
然而，在实际生态系统中，种群增长受到资源 限制、竞争、疾病和捕食等多种因素的影响， 导致种群增长曲线呈逻辑斯谛增长。
种群波动
种群波动是指种群数量在一定 时间内的周期性变化。
种群波动可能是由于环境条件 的变化、食物供应的季节性变 化、繁殖周期等因素引起的。
植物种群结构分析与数量特征的调查和分析
植物种群结构分析与数量特征的调查和分析是生态学和植物学中常见的研究内容，旨在了解特定地区内植物种群的组成、分布、数量特征和动态变化。
这一过程通常包括以下几个步骤：
1. 调查区域划分：首先需要选择研究区域，进行合理划分和标定。
可以根据地形、植被类型、人为干扰程度等因素进行划分，以确保研究区域的代表性。
2. 样方设置：在研究区域内设置多个样方，样方的大小和数量应根据研究目的和研究区域的特点而定。
通常采用随机布局或系统布局的方式设置样方。
3. 植被调查：在每个样方内进行植被调查，记录各种植物的种类、数量、高度、胸径、覆盖度等指标。
还可以进行植物标本的采集和保存，以便后续的种类鉴定和数据分析。
4. 数据处理与分析：对采集到的数据进行整理和统计，计算植物的重要值指数、多样性指数等，分析不同样方内植物种群的结构特征和数量特征，探讨其空间分布和动态变化规律。
5. 数据解释与结果呈现：根据数据分析的结果，解释植物种群的组成和数量特征，阐明其生态学意义，并通过图表、统计量等方式直观
地呈现研究结果。
在进行植物种群结构分析与数量特征调查和分析时，需要注意采集数据的客观性和准确性，同时结合实际情况进行科学合理的研究设计和数据处理。
这一研究过程有助于深入了解生态系统中植物种群的动态变化，为生态环境保护和植被管理提供科学依据。
种群的结构与数量变化
迁出
结论！
直接反映种群的繁荣与衰退的特征是种群密度。
01
能够直接决定种群大小变化的特征是出生率和死亡率。
02
能够预测种群变化方向的特征是年龄组成。
03
能够间接影响种群个体数量变动的特征是性别比例。
04
种群数量的变化
理想条件： 食物（养料） 空间条件充裕 气候适宜 没有敌害
种群增长的“J”型曲线
05
出生率和死亡率
04
种群密度
02
种群数量的变化规律
03
种群研究的
06
迁入率和迁出率
07
年龄组成、性别比例
种群密度
定义：单位空间内某种群的个体数量。 事例：每立方米水体内非洲鲫鱼的数量。 特点：不同物种的种群密度，在相同的环境条件下差异很大；同一物种的种群密度也不是固定不变的。
种群密度
种群的个体数量 空间大小（面积或体积）
大草履虫种群的增长曲线
生态学家曾经做过这样一个实验：在0.5ml培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24小时统计一次大草履虫的数量。经过反复实验得出了如图所示的结果。
Hale Waihona Puke 种群增长的“S”型曲线S型增长曲线
01
环境负荷量
02
K/2
03
增长缓慢
04
增长加速
05
增长缓慢
06
增长速度最快
07
3.种群数量的变化
某岛屿环颈雉种群数量的增长
种群迁入一个新环境后，常常在一定时期出现“J”型增长
“J”型增长的数学模型
01
02
环境条件有限
种群密度
种内斗争 捕食者
出生率 死亡率
增长率
增长率随着种群密度的增加而按一定的比例下降
结论！
直接反映种群的繁荣与衰退的特征是种群密度。
01
能够直接决定种群大小变化的特征是出生率和死亡率。
02
能够预测种群变化方向的特征是年龄组成。
03
能够间接影响种群个体数量变动的特征是性别比例。
04
种群数量的变化
理想条件： 食物（养料） 空间条件充裕 气候适宜 没有敌害
种群增长的“J”型曲线
05
出生率和死亡率
04
种群密度
02
种群数量的变化规律
03
种群研究的
06
迁入率和迁出率
07
年龄组成、性别比例
种群密度
定义：单位空间内某种群的个体数量。 事例：每立方米水体内非洲鲫鱼的数量。 特点：不同物种的种群密度，在相同的环境条件下差异很大；同一物种的种群密度也不是固定不变的。
种群密度
种群的个体数量 空间大小（面积或体积）
大草履虫种群的增长曲线
生态学家曾经做过这样一个实验：在0.5ml培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24小时统计一次大草履虫的数量。经过反复实验得出了如图所示的结果。
Hale Waihona Puke 种群增长的“S”型曲线S型增长曲线
01
环境负荷量
02
K/2
03
增长缓慢
04
增长加速
05
增长缓慢
06
增长速度最快
07
3.种群数量的变化
某岛屿环颈雉种群数量的增长
种群迁入一个新环境后，常常在一定时期出现“J”型增长
“J”型增长的数学模型
01
02
环境条件有限
种群密度
种内斗争 捕食者
出生率 死亡率
增长率
增长率随着种群密度的增加而按一定的比例下降
昆虫生态学 第三章 昆虫种群生态学
若物种个体间呈现相互吸引，为聚集分布（ aggregated distribution）；
若个体间相互独立，则为随机分布（random distribution）；
若个体间相互排斥，则为均匀分布（uniform distribution）。
（二） 分类类型
根据种群内个体的聚集程度和方式不同，可把昆虫种群
NP3=(K+3-1)/3P/QNP2=(K+2)/3P/QNP2
NP4=(K+4-1)/4P/QNP3=(K+3)/4P/QNP3
NP5=(K+5-1)/5P/QNP4=(K+4)/5P/QNP4
②、 核心分布（contagious distribution）或奈
曼分布（Neyman distribution） 该分布的特点是：
迁移，其迁移率可视为零。
综上所述，昆虫种群的数量变动的基本模式可以概
括为：
Nn
N0[(e •
f m
f
) • (1 d) • (1
M )]n
或 Nn=N0〔R×(1-d)×(1-M)〕n
第二节 昆虫种群的分布型
一、 种群分布型的概念 二、种群分布型的类型 三、种群空间分布型的测定方法
一、种群分布型的概念
频次分布测定的具体步骤如下：
1、确定调查对象。 2、选好调查标准地。根据害虫发生的情况和危害程度，选 择具有代表性的试验地。
正二项分布（binomial distribution）又叫二项分布、均匀分布或一 致格局。所谓正二项分布就是指数为正的二项式展开后所得到的 各项分布。 正二项分布的特点是：1、种群内的个体在空间的散布是均匀的； 2、种群内的个体在空间的分布比较稀疏，不聚集；3、个体间相 互独立，无影响； 4、 当调查单位内实查的数值比较大时（即密 度大时）可成一个对称的或近似对称的次数分布曲线。
若个体间相互独立，则为随机分布（random distribution）；
若个体间相互排斥，则为均匀分布（uniform distribution）。
（二） 分类类型
根据种群内个体的聚集程度和方式不同，可把昆虫种群
NP3=(K+3-1)/3P/QNP2=(K+2)/3P/QNP2
NP4=(K+4-1)/4P/QNP3=(K+3)/4P/QNP3
NP5=(K+5-1)/5P/QNP4=(K+4)/5P/QNP4
②、 核心分布（contagious distribution）或奈
曼分布（Neyman distribution） 该分布的特点是：
迁移，其迁移率可视为零。
综上所述，昆虫种群的数量变动的基本模式可以概
括为：
Nn
N0[(e •
f m
f
) • (1 d) • (1
M )]n
或 Nn=N0〔R×(1-d)×(1-M)〕n
第二节 昆虫种群的分布型
一、 种群分布型的概念 二、种群分布型的类型 三、种群空间分布型的测定方法
一、种群分布型的概念
频次分布测定的具体步骤如下：
1、确定调查对象。 2、选好调查标准地。根据害虫发生的情况和危害程度，选 择具有代表性的试验地。
正二项分布（binomial distribution）又叫二项分布、均匀分布或一 致格局。所谓正二项分布就是指数为正的二项式展开后所得到的 各项分布。 正二项分布的特点是：1、种群内的个体在空间的散布是均匀的； 2、种群内的个体在空间的分布比较稀疏，不聚集；3、个体间相 互独立，无影响； 4、 当调查单位内实查的数值比较大时（即密 度大时）可成一个对称的或近似对称的次数分布曲线。
种群群落知识点总结
种群群落知识点总结种群和群落是生态学研究中非常重要的两个概念，它们分别代表了生物学中不同的层次和组织形式。
种群是一群具有相同基因型的个体的集合，它们占据了同一生境并且能够进行繁殖。
而群落则是由多个不同种群组成的，它们共同占据着某一个生态系统，并且相互作用形成了一个生态网络。
本文将对种群和群落的相关知识进行深入总结和分析。
一、种群1.1 种群的定义种群是指生物学中具有相同基因型的个体在一定时空范围内的总和。
种群内的个体之间能够进行有效的基因交流，保持着一定的遗传稳定性。
种群可以是植物、动物或微生物等生物体的群集，它们通常占据着相同的生境，并通过繁殖来维持自身数量和持续存在。
1.2 种群数量和密度在生态学研究中，种群数量和密度是两个重要的指标。
种群数量是指在一定生态系统内的某一时刻内种群的总数，它可以通过样地调查、标记再捕捉法等方法来进行估算。
而种群密度则是指种群数量与生境面积的比值，它可以反映出生态系统中的种群分布和生态资料。
种群数量和密度的变化将直接影响生态系统的稳定性和物种分布。
1.3 种群结构与变动种群结构是指种群内个体的年龄、性别、体型分布以及其相互关系等因素的总和。
种群结构是影响种群稳定和持续存在的重要因素，它可以通过人口金字塔、年龄结构分析等方法来进行研究。
而种群的变动则是指种群数量和密度在一段时间内的变化，它受到环境因素、繁殖率、捕食种群等多种因素的影响。
种群的变动对生态系统的稳定性和动态平衡具有重要意义。
1.4 种群生态学种群生态学是研究种群在生态系统中的数量、分布和相互关系等生态因素，以及它们对环境因子的适应和响应机制的学科。
种群生态学的研究方法包括样地调查、捕捉标记法、种群动态模型等，它可以帮助人们更好地理解生物种群在自然界中的生存状态和演化过程。
二、群落2.1 群落的定义群落是指在同一生态系统内，由多个种群组成的各种生物体的集合。
这些不同种群之间存在着多种种间相互作用，包括竞争、捕食、共生、共存等。
种群结构
用微卫星序列和线粒体DNA分析北美山猫种群区域结构摘要分析物种遗传多样性有利于广泛分布的野生动物物种保护。
北美山猫（Lynx rufus）是广泛分布的猫科动物，其保护管理以州为单位进行。
目前对其广泛分布范围内的遗传多样性知之甚少。
本文检测了北美大陆分布范围内山猫的10个微卫星位点和线粒体控制区序列，分析了该物种的分化格局：两种标记都支持西部种群与中西部/东部种群在地质时期都曾经历了种群扩散，且中西部/东部种群的栖息范围经历了周期性的扩散-缩小变化；三个群体间存在明显分化，说明近期出现的障碍阻隔了群体间的基因流。
结果警示：人口增长破坏了山猫赖以生存和加强基因流动的森林环境，同时并提醒人们在大山猫分布范围内形成各州之间统一的保护管理方案，以保护其历史和现有遗传多样性。
关键词Lynx rufus 微卫星DNA 线粒体DNA 遗传多样性基因流种群结构北美洲简介遗传变异与分化格局是由历史和当代原因共同作用于进化因素形成，包括遗传漂变、基因流和自然选择。
包括生存范围扩张和缩小、大范围自然景观变化在内的历史事件起初影响遗传分化格局的形成。
然而，现今的基因流情况、人类居所变化等因素也在影响物种的遗传分化格局和种群结构。
对分布广泛、具有长距离迁徙能力、连续区域分布的物种进行遗传分析，可以帮助制定广泛范围内的统一保护措施。
而实际情况是动物管理方案大都是由各个州、省划界而分别执行，但移动的物种并不遵循这些人为设定边界，因此此级别的管理方案并不合适，鉴于此，遗传分化研究工作可帮助形成有效管理方案。
对广布的、可迁徙物种的研究工作很多，但都集中于多种脊椎，如海洋哺乳动物、陆生哺乳动物、鱼类和爬行动物。
此类研究的目的是在清楚物种情况下有效管其遗传变异和制定保护措施。
作为生态链中顶级捕食者，某些猫科动物具有经济重要性和重要的生态学地位。
Schwartz等人研究了加拿大猞猁Lynx canadensis的分布范围内的空间分化和种群内动力学，并检测了该物种在其西部生活中心区向外部大数量迁移的基因流。
第三章 种群生态学
• 确定调查方法（抽样方案的制定、抽样单位的选择 和理论抽样数的确定）
• 整理调查结果（数量（ｘ）和实测频次（ｆ）所组 成的频次分布统计表，以求出样本方差（S2）和平 均数（ｘ））
• 按照各分布型的概率通式，计算各项理论概率及其 相应的理论次数
• 进行卡方检验，测定其实测频次与理论频次之间的 差异是否显著
（二）研究意义
1、种群的重要属性之一 • 由物种的生物学特性和生境条件所决定的 • 环境的同质性和异质性 2、可以揭示种群的空间结构以及种群下结构的状况 • 有无个体群（colony）？ • 分布的基本成分是单个的个体还是个体群？ 3、抽样技术的理论基础 • 抽样数、最适样方的大小、序贯抽样方程 • 数据代换
• 但其缺陷是判断分布格局比较粗放，只分大 类，不及经典频次法具体
1、扩散系数（C）
C＝ xi m / n 1 S 2 / m
2
• C＝1时，为随机分布 • Ｃ＞1时，为聚集分布 • C＜１时，为均匀分布
ｍ±ｔＳｍ＝１±２ 2n / n 1
2
如果C值随虫口密度变化，则不用此法判定，而要 用K值法等其他方法
Iδ ＝ n xi xi 1 / N N 1 n fx 2 N / N N 1
n i 1
• Iδ=1，随机分布
• Iδ>1, 聚集分布
• Iδ<1, 均匀分布 • 抽样单位最好是植株或叶片
4、平均拥挤度（ｍ*）
• Ｌｌｏｙｄ（1967） • 平均每个个体与多少个其他个体处在在同一个样方 中 • 平均拥挤度是强调个体的平均，而平均数则是强调 样方的平均 • 平均拥挤度不受零样方的影响，而平均数却受零样 方的影响 • ｍ*＝ｍ＋（Ｓ２／ｍ－１）（１－Ｓ２／ｎｍ） • m*/m=1，均匀分布 • m*/m>1，聚集分布 • m*/m<1，均匀分布
• 整理调查结果（数量（ｘ）和实测频次（ｆ）所组 成的频次分布统计表，以求出样本方差（S2）和平 均数（ｘ））
• 按照各分布型的概率通式，计算各项理论概率及其 相应的理论次数
• 进行卡方检验，测定其实测频次与理论频次之间的 差异是否显著
（二）研究意义
1、种群的重要属性之一 • 由物种的生物学特性和生境条件所决定的 • 环境的同质性和异质性 2、可以揭示种群的空间结构以及种群下结构的状况 • 有无个体群（colony）？ • 分布的基本成分是单个的个体还是个体群？ 3、抽样技术的理论基础 • 抽样数、最适样方的大小、序贯抽样方程 • 数据代换
• 但其缺陷是判断分布格局比较粗放，只分大 类，不及经典频次法具体
1、扩散系数（C）
C＝ xi m / n 1 S 2 / m
2
• C＝1时，为随机分布 • Ｃ＞1时，为聚集分布 • C＜１时，为均匀分布
ｍ±ｔＳｍ＝１±２ 2n / n 1
2
如果C值随虫口密度变化，则不用此法判定，而要 用K值法等其他方法
Iδ ＝ n xi xi 1 / N N 1 n fx 2 N / N N 1
n i 1
• Iδ=1，随机分布
• Iδ>1, 聚集分布
• Iδ<1, 均匀分布 • 抽样单位最好是植株或叶片
4、平均拥挤度（ｍ*）
• Ｌｌｏｙｄ（1967） • 平均每个个体与多少个其他个体处在在同一个样方 中 • 平均拥挤度是强调个体的平均，而平均数则是强调 样方的平均 • 平均拥挤度不受零样方的影响，而平均数却受零样 方的影响 • ｍ*＝ｍ＋（Ｓ２／ｍ－１）（１－Ｓ２／ｎｍ） • m*/m=1，均匀分布 • m*/m>1，聚集分布 • m*/m<1，均匀分布
生态学-第三章 种群生态学(1)
（1）总数量调查法：在某一面积的同种个体数目。
（2）样方法：在若干样方中计算全部个体，以其平均值推 广来估计种群整体。样方需要有代表性并随机取样。
（3）标记重捕法：对移动位置的动物，在调查样地上，捕 获一部分个体进行标志，经一定期限进行重捕。根据重捕 取样中标志比例与样地总数中标志比例相等的假定，来估 计样地中被调查的动物总数。
生命表的作用和格式
• 生命表的作用：
（1）综合评定种群各年龄组的死亡率和寿命
（2）预测某一年龄组的个体能活多少年
（3）不同年龄组的个体比例情况
• 生命表的格式：
– nx=在x期开始时的存活数
– lx=在x期开始时的存活率：lx=nx/n0 – dx=从x到x+1的死亡数 (dx = nx – nx+1) ；
80 28 14 4.5 4.5 4.5 4.5 0 2 -
1.000 0.437 0.239 0.141 0.109 0.077 0.046 0.014 0.014 0
0.563 0.452 0.412 0.225 0.290 0.409 0.692 0.000 1.0 -
102 48 27 17.75 13.25 8.75 4.25 2.0 1.0 0.0
224 122 74 47 29.25 16 7.25 3 1 0
1.58 1.97 2.18 2.35 1.89 1.45 1.12 1.50 0.50 -
藤壶的动态生命表 ：对 1959 年固着的种群进行逐年观察，到 1968 年全部死 亡。 资料根据 Conell(1970)( 引自 Krebs,1978)
命表。依据取得 nx 和 dx方法的不同，生命表可以分为动
态生命表 和 静态生命表 。
（2）样方法：在若干样方中计算全部个体，以其平均值推 广来估计种群整体。样方需要有代表性并随机取样。
（3）标记重捕法：对移动位置的动物，在调查样地上，捕 获一部分个体进行标志，经一定期限进行重捕。根据重捕 取样中标志比例与样地总数中标志比例相等的假定，来估 计样地中被调查的动物总数。
生命表的作用和格式
• 生命表的作用：
（1）综合评定种群各年龄组的死亡率和寿命
（2）预测某一年龄组的个体能活多少年
（3）不同年龄组的个体比例情况
• 生命表的格式：
– nx=在x期开始时的存活数
– lx=在x期开始时的存活率：lx=nx/n0 – dx=从x到x+1的死亡数 (dx = nx – nx+1) ；
80 28 14 4.5 4.5 4.5 4.5 0 2 -
1.000 0.437 0.239 0.141 0.109 0.077 0.046 0.014 0.014 0
0.563 0.452 0.412 0.225 0.290 0.409 0.692 0.000 1.0 -
102 48 27 17.75 13.25 8.75 4.25 2.0 1.0 0.0
224 122 74 47 29.25 16 7.25 3 1 0
1.58 1.97 2.18 2.35 1.89 1.45 1.12 1.50 0.50 -
藤壶的动态生命表 ：对 1959 年固着的种群进行逐年观察，到 1968 年全部死 亡。 资料根据 Conell(1970)( 引自 Krebs,1978)
命表。依据取得 nx 和 dx方法的不同，生命表可以分为动
态生命表 和 静态生命表 。
种群的结构、动态与数量调节
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。
第三篇种群生态学
（3）死亡率
• 死亡率是指单位时间内种群的死亡个体数 与种群个体总数的比值。
• 最低死亡率也称为生理死亡率，是种群在 最适环境条件下所表现出的死亡率，种群 中的个体都是由于老年而死亡--生理寿命。
• 实际死亡率也称为生态死亡率，是指种群 在特定环境条件下所表现出的死亡率，即 种群在特定环境条件下的平均寿命。
dN / dt = rN（1－N / K） 其中 N：种群密度
t：时间 r：瞬时增长率 K：环境容纳量。
3．模型说明
• 模型是在指数式增长模型上，增加一个描 述种群增长率随密度上升而降低的修正项 （1－N/K）。
• 其生物学含义是“剩余空间”，即种群可 利用但尚未利用的空间。可理解为种群中 的每一个个体均利用1/K的空间，若种群中 有N个个体，就利用了N/K的空间，而可供 种群继续增长的剩余空间则只有（1－ N/K）。
• 钟形锥体 表示种群中幼年个体与中老年个体数 量大致相等。种群的出生率与死亡率大致相等， 种群数量稳定，为稳定型种群。
• 壶形锥体 表示种群中幼体所占的比例较小，而 老年个体的比例较大。种群的死亡率大于出生率，
种群数量趋于下降，为下降型种群。--导致什么 问题？
-----作用：预测未来种群动态
• 植物种群的年龄组成可以分为同龄级和异 龄级。
种群的数量特征主要是指种群密 度以及影响种群密度的4个基本参数， 即出生率、死亡率、迁入率和迁出率， 其次种群的年龄结构、性比对种群数 量具有重要影响。
（1） 种群密度
种群密度即单位面积（或空间）内种群的 个体数目，通常以符号N来表示。
（2） 出生率
• 指单位时间内种群的出生个体数与种群个体 总数的比值。
• 2．数学模型
Nt+1 =λNt 或
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用微卫星序列和线粒体DNA分析北美山猫种群区域结构摘要分析物种遗传多样性有利于广泛分布的野生动物物种保护。
北美山猫（Lynx rufus）是广泛分布的猫科动物，其保护管理以州为单位进行。
目前对其广泛分布范围内的遗传多样性知之甚少。
本文检测了北美大陆分布范围内山猫的10个微卫星位点和线粒体控制区序列，分析了该物种的分化格局：两种标记都支持西部种群与中西部/东部种群在地质时期都曾经历了种群扩散，且中西部/东部种群的栖息范围经历了周期性的扩散-缩小变化；三个群体间存在明显分化，说明近期出现的障碍阻隔了群体间的基因流。
结果警示：人口增长破坏了山猫赖以生存和加强基因流动的森林环境，同时并提醒人们在大山猫分布范围内形成各州之间统一的保护管理方案，以保护其历史和现有遗传多样性。
关键词Lynx rufus 微卫星DNA 线粒体DNA 遗传多样性基因流种群结构北美洲简介遗传变异与分化格局是由历史和当代原因共同作用于进化因素形成，包括遗传漂变、基因流和自然选择。
包括生存范围扩张和缩小、大范围自然景观变化在内的历史事件起初影响遗传分化格局的形成。
然而，现今的基因流情况、人类居所变化等因素也在影响物种的遗传分化格局和种群结构。
对分布广泛、具有长距离迁徙能力、连续区域分布的物种进行遗传分析，可以帮助制定广泛范围内的统一保护措施。
而实际情况是动物管理方案大都是由各个州、省划界而分别执行，但移动的物种并不遵循这些人为设定边界，因此此级别的管理方案并不合适，鉴于此，遗传分化研究工作可帮助形成有效管理方案。
对广布的、可迁徙物种的研究工作很多，但都集中于多种脊椎，如海洋哺乳动物、陆生哺乳动物、鱼类和爬行动物。
此类研究的目的是在清楚物种情况下有效管其遗传变异和制定保护措施。
作为生态链中顶级捕食者，某些猫科动物具有经济重要性和重要的生态学地位。
Schwartz等人研究了加拿大猞猁Lynx canadensis的分布范围内的空间分化和种群内动力学，并检测了该物种在其西部生活中心区向外部大数量迁移的基因流。
为保持生态链中物种连续性，Schwartz等得出结论，加拿大猞猁种群保护的保护国工作需要际合作。
而另一方面，来自芬兰和波罗的海沿岸国家的欧亚猞猁种群的分子水平研究表明，这两个种群存在明显的遗传差异，需要分别管理。
此外有研究表明，由于亚马逊河和达瑞恩海峡的阻碍，在美洲豹物种内基因流动受到限制，因此形成可观的遗传分化。
北美山猫是独居、具有高度迁移性、多配偶生活的肉食猫科动物，广泛分布与北美大陆，包括美国大部分地区、加拿和墨西哥部分地区。
在北美山猫分布范围内，有12个亚种。
亚种分类依据主要是皮毛颜色和颅骨的多变解剖形态。
北美山猫可适应多种生境，但都需要森林覆盖，以供迁移及各种活动所需。
北美山猫被认为是被毛游戏性动物，由各州、省分别制定的野生动物保护措施管理。
过去几十年内，美国一些州的山猫数量有所增加，并且现在数量上长势头不减。
其中39个州内允许捕猎山猫，其他州由于山猫数量相对稀少而禁止猎杀，尤其在中西部地区，由于土地大面积用于耕作而使环境不适于山猫生存。
在加拿大北部地区山猫数量有限，北部土著人生活的8个省份中有其个省份允许围猎山猫，而在西部和大西洋沿岸省份山猫则比较常见。
由于数量下降，，魁北克省自1991年以来一直禁止猎杀山猫，并且发现山猫数量稳中有升。
在墨西哥，有5个省份允许猎杀山猫，但并未发现墨西哥中部和南部山猫的数量减少。
由于较强迁移能力、广泛分布性、国际经济重要性和在北美生态系统中作为顶级捕食者的重要作用，山猫可以作为模式生物，来寻找与遗传多样性、种群分化和保护措施相关的问题。
由于山猫并不遵循人为划定的行政州、省边界，因而基于遗传多样性和群体分化而制定的保护措施，比现行的保护政策更为合理。
长距离迁徙能力使山猫的基因流动性比较大，分化程度较低。
然而，有研究表明由于自然阻隔和人为障碍的存在，基因流只发生在小范围内。
了解最大范围内的种群情况，才能发现山猫历史分化和现有种群格局的关联性，以最大程度保存该物种遗传多样性，以供繁盛繁衍和适应环境的所需。
曾有研究评估小范围内的山猫种群遗传结构，而所有种群分布范围内的种群遗传结构、以及其与现有保护政策的相关性，尚无人作相关研究。
本文中用用微卫星序列和线粒体DNA来分析历史种群事件和现有种群隔离如何影响北美山猫的遗传多样性和种群分化。
本文研究的意义在于为广泛分布物种的保护措施提供参考。
方法采样与DNA提取1995年-2006年间采集了587个野生山猫组织样本，包括耳、舌、肝组织。
组织样本来源于各州省大学、科研机构以及个人的野生动物研究工作。
室温样本保存、加20%的二甲基亚砜溶液中，用氯化钠浸泡直到提取DNA。
肝组织样本来源于解剖实验，-70℃冻存。
组织样DNA提取试用DNeasy tissue kit。
样本采集地包括美国的16个州和加拿大的2个省：Arkansas (AR)、California(CA)、Florida (FL)、Illinois (IL)、Indiana (IN)、Kentucky(KY)、Louisiana (LA)、Maine (ME)、Michigan [UP和LP]、Minnesota(MN)、Missouri (MO)、New Brunswick (NB)、North Dakota(ND)、Nova Scotia (NS)、Nevada (NV)、Texas (TX)、Wisconsin (WI)和Wyoming (WY)。
来自Michigan州的样本被分为UP 和LP，由于河流将该地区分割为上下半岛，并且因为早期研究证明两个地点来源的采样存在显著分化。
因此，所采集的样本分为19个群体，代表早先分类中12个亚种中的8个亚种。
有些样本提供了县级水平的采样地信息，而由于采样方法的原因，某些样本只能提供州、省级级别的采样地信息。
由于山猫的保护管理是由州、省级部门进行，故对采样命名也以州省边界分别、取各个州省名缩写字母代表。
标记使用与分析本文使用微卫星序列和线粒体DNA两种方法进行研究。
所用10个微卫星座位已被用于其他种的猫科动物PCR反应中。
其中六对引物的设计最初用于家猫研究（FCA023、FCA043、FCA045、FCA077、FCA090、FCA096），三对引物的设计用于加拿大猞猁研究(LC109、LC110、LC111)，一对引物最初用来研究北美山猫。
PCR反应参数，参见Croteau所用的针对所有微卫星序列PCR 反应参数。
PCR产物用含去离子甲酰胺、蓝色葡聚糖的EDTA上样缓冲液按1:1稀释，用36cm长度5%浓度变性胶分离，2500scan/h条件下，跑胶2.5小时。
凝胶图像用Genescan3.1.2扫描，Genotyper 2.5用于等位基因分型，重复3次，以保证没有分型错误。
用MICROCHECKER2.3.3检测无效等位基因位点。
本文用PCR方法扩增线粒体DNA控制区基因，所用两引物为CatPro5’-CAAGGAAGAAGCAACAGC-3’和Cat12S5’-TRRAGGGCATTTTCACCG-3’，引物曾用于家猫线粒体DNA研究，锚定位点为环状线立体DNA的16249位和1018位，扩增长度近为1742个碱基。
由于时间和技术原因，从587个样本中选取一部分用于DNA测序。
从每个群体中选取一部分样本以保证每个地区都能被有效代表。
但是由于测序分辨率原因，某些选样容量被高估，低于期望值。
PCR反应体积为50μl，用2倍浓度的Thermoprime ABGene的PCR混合液，0.5μmol 引物和30-50ngDNA模板。
反应条件包括变性温度94℃2min，35次循环步骤为94℃1min，60℃1min，72℃1min，延伸反应72℃5min。
产物纯化用QIA-quick PCR纯化试剂盒。
设计三个引物用于该区域内的HVS-1序列和保守序列，上游引物为LruFwd3 5’-CACTATCAGCACCCAAAGC-3’，锚定在家猫线粒体DNA该区域16,269位点，本反应中锚定于环状线粒体DNA的3位点，下游引物为LruRev2 5’-GACCCCGCATAGAGAATAAG-3’，锚定在家猫的160位点，本反应中锚定于环状线粒体DNA的882位点。
中间引物为LruRevSeq 5’-AGGATTGCTGGTTTCTCG-3’锚定在家猫线粒体DNA该区域16,862位点，本反应中锚定于环状线粒体DNA的574位点。
引物对共扩增813bp碱基对。
循环测序反应为Eppendorf Mastercycler，参数为变性温度96℃4min，99次循环步骤96℃30s，50℃15s，60℃4min。
用SephadexG-50柱分离扩增片段，36cm长度5%变性凝胶，1,200scans/h跑胶7小时，用ABI377automated sequencer读取序列信号。
凝胶图像用Genescan3.1.2分析。
DNA序列信息检测和比对工作用SEQUENCHER4.7完成。
该扩增序列中含有串联重复区，其区域大小、变异位点数目和重复度存在变化。
由于对重复序列的比对存在不确定性，只重复序列两侧非464bp的重复序列可用于比对分析。
因为扩增反应不佳，或者由于测序分辨率不高，某些个体样被再次测序并重新进行序列比对，因此近50%的样本被重新测序以保证正确的序列比对结果。
分析遗传多样性根据微卫星序列标记结构数据检测群体当前遗传变异度。
用GENETIX4.05计算观测杂合度和估计杂合度，用FSTAT 2.9.3.2计算等位基因数目、等位基因相对丰度、等位基因频率。
用GENEPOP4.0分析每个群体中10个位点的连锁非平衡LD值，用GENEPOP4.0检测群体偏离遗传平衡HWE的显著值。
用线粒体DNA控制区变异数据观测采样地群体历史遗传多样性。
用DnaSP4分析序列变异位点数目、单倍型、碱基转换和颠换数目以及插入-缺失位点。
用ARLEQUIN 3.11计算样本采集地单倍型变异性h、核苷酸变异性π。
h、π值均被用于群体扩张、种群瓶颈、HWE和采样地群体混合度检测。
单倍型差异矩阵用于各个扩增片段之间的变异分析。
分析历史种群数量用NETWORK 4.5构建“巢式”系统树。
选用这种系统树原因在于被研究测序的单倍型被接在末端，而中间连接枝代表已经消失的、或为仍存在的原始单倍型，此种系统树更能准确描述单倍型之间的亲缘关系。
几个统计数据用于历史种群数量的的扩大、减缩或平衡分析。
扩张速率S/d用于区分种群数量分析扩张和平衡，该值大则说明近期发生了种群扩张，值小则说明种群数量处于长期稳定状态。
Fst值、D*值和F*值都被用来测算历史种群数量变化。