植物种群生态学：遗传与种间关系29页PPT

动物领域性特点
领域面积随领域占有者的体重而扩大。 领域面积受食物品质的影响，食肉性种类
的领域面积比同样体重的食草性种类大。 领域行为和面积往往随生活史，尤其是繁
殖节律而变化。
领域行为的生态学意义
减少个体或群体之间的冲突，即攻击行为的发生 当资源有限时，能够保证占有者有足够的食物等 在繁殖季节，可以避免其他同种个体的干扰，有
3.4 种内与种间关系
基本内容：
种内关系 种间关系
重点内容：
密度效应 竞争与生态位理论 他感作用 捕食作用
• 种内和种间的关系：生物在自然界长 期发育和进化的过程中，出现了以食 物、资源和空间关系为主的种内和种 间关系，即种群关系。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
种内关系(intraspecific relationship)
W = C •d -3/2
两边取对数： lgW = lgC -3/2lgd
K=-3/2
二、领域性
• 领域(territory)：是指由个体、家庭或其他 社群单位所占据的，并积极保卫不让同种 其他成员侵入的空间。
• 以鸣叫、气味标志或特异的姿势向入侵者 宣告具领主的领域范围；以威胁或直接进 攻驱赶入侵者等称领域行为。
双核小草履虫 大草履虫
2、生态位理论
• 生态位(niche)：是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。
• 定义中的关键词——时空上的位置、功能关系
– 它不仅说明生物居住的场所，而且也要说明它要吃什么、 被什么动物所吃、它们的活动时间、与其它生物的关系， 以及它对生物群落发生的影响等所有方面。也就是说生 态位是某一物种的个体与环境（包括非生物的和生物的 环境）之间特定关系的总和。

+-
种群1捕食者，通常较猎物2 的个体大
+ ○ 种群1偏利者，而宿主2无影 响
+ + 相互作用对两种都有利，但 不是必然的
+ + 相互作用对两种都必然有利
一、生态位（niche)理论
保卫资源型一雌多雄制
生态位（niche）：物种在群落和生态系统中的 互利共生——不同物种的两个个体之间互惠关系，可以增加双方的适合度。
1、生态位理论的发展
Grinnell, 1917年首先使用：种或亚种占据的最后分 布单位（空间生态位）
Elton, 1927：有机体在群落中的功能作用与地位。 (营养生态位)
Hutchinson，1958：n-维资源中的超体积空间。
生态位niche：一个种群与群落中其它种群在时间和
空间上的相对位置及机能关系。
两个种群竞争动态——结果3
两个种群竞争动态——结果4
竞争释放
温度
水分
竞争释放：缺乏竞争者时，物种会扩张其实际生态位
三、捕食作用predation
➢ 狭义的捕食
➢ 广义的捕食作用
• 典型捕食——捕食者袭击猎物迅速杀死并吃掉 • 食草——食草者仅仅消费对象个体的一部分 • 寄生——寄生者与单一对象个体(寄主)有密切关系，通常生活在
进攻、驱赶入侵者等。
3、规律：1）面积随体重而扩大；2）受食物品质影响，同
等体重肉食>植食；3）行为与面积常随生活史而变化。
四、社会等级
a. 定义：动物种群中各个动物的地位具有一定顺 序的等级现象。 形成基础是支配行为。
b. 类型：独霸式（狼）、单线式（鸡）等
五、他感作用
1、他感作用：一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化

• 社会等级优越性包括优势个体在食物、栖所、配 偶选择中均有优先权,这样保证了种内强者首先获 得交配和产生后代的机会。
• 从物种种群整体而言,这有利于种族的保存和延续。
他感作用
• 他感作用(Allelopathy)： • 植物的他感作用就是一种植物通过向体外分泌代
谢过程中的化学物质、对其它植物产生直接或间 接的影响。
• W=Cd-3/2 • “自疏现象”(self-thinning)
2、性行为
• 动、植物性行为的研究内容包括生物种群 内部性别关系、动态及其决定的环境因素
• 植物的性别系统 • 动物的婚配制度
3、领域性
• 领域(territory)是指由个体、家庭或其他社群 (social group)单位所占据的、并积极保卫不让同 种其他成员侵入的空间。
1、密度效应(density effect)
• 密度效应——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
• 作用因素： • 内源性因素——指内因, 即种群自身内部的作用因
素,它包括种内竞争所产生的各种作用因素, 如遗 传效应, 病理效应和领域性效应等 • 外源性因素——指外因,即种群外部的作用因素, 它包括种间竞争,食物和气候等外部作用因素所引 起的密度效应
当没有竞争情况下, α12或N2等于0, α21或N1等于0;即呈S曲线.
竞争
• 可能有产生以下四种结果:
• (1) α>K1/K2或β>K2/K1
• (2) α>K1/K2和β<K2/K1 种2取胜.
• (3) α<K1/K2和β>K2/K1 种1取胜.
• (4) α<K1/K2和β<K2/K1 种平衡.

14
捕食
一种生物以另一种生物作为食物．
肉食
植食
15
特点：被捕食者与捕食者之间不同步变化
被捕食者：先增加先减少者 捕食者：后增加后减少者
被捕食者与捕食者相互决定数量的种间关 系，相互制约双方的数量，被捕食者不会 被捕食者淘汰。
生
A
物
A
B数
量
B
时间 16
寄生：
概念：一种生物（寄生者）寄生于另一种生物（寄主） 的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活
大草履虫 小草履虫
分别培养 生活很好
混合培养
大草履虫死亡 小草履虫正常
9
如何解释该实验结果？
◇这两种草履虫具有相似的生活习性（尤其是能以 同一种杆菌为食） ◇当它们被放在同一个容器中培养时，起初两种草 履虫的数量较少，而食物数量较多，因此表现为两 种草履虫的种群数量均增加。 ◇但随着两种草履虫数量的增加，相互之间对食物 的争夺表现为大草履虫处于劣势，小草履虫处于优 势。随着小草履虫数量的增加，争夺食物的优势越 来越大，最终大草履虫失去了食物来源而灭亡。
26
2019/10/23
27
7
互利共生——“同生共死”
概念：两者生活在一起，相互依赖，彼此有利 特点： 如果彼此分开，则双方或者一方不能独立生存。 数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出 “同生共死”的同步性变化。
如果用坐标系来表示两种生物的共生 关系，则可表示如下：
互 利
生 物
共 生
数 量
A
生物A
生物B
时间
B
8
竞争——你死我活 课本62页积极思维
§3.2 群落的结构 ——种间关 系
1
学习目标

M = ∑fx/N S2 = {∑(fx2)-[(∑fx)2/N]}/(N-1) ∑为总和，x为样方中个体数，f为出现频率，N为样
本总数
精选课件ppt
23
第二节、种群增长的基本模型
精选课件ppt
24
（一）种群的指数增长
种群在无限制条件下呈指数增长，是种群增 长的最简单形式。
精选课件ppt
25
(二)种群的逻辑斯谛增长（logistic growth）
是指生物在进化过程中，在繁殖和竞争等方 面朝着不同方向、适应不同栖息生境的对策。生 物在自然选择中总是面临着两种相反的可供选择 的进化对策：即r对策（或r选择）和k对策（或K 选择）。
精选课件ppt
32
r对策。生物个体小，寿命短，存活 率低，但增殖率高(r)，具有较大的 扩散能力，适应于多种栖息环境， 种群数量常出现大起大落的突发性 波动。属于r对策的生物称r对策者， 昆虫、细菌、藻类等属于r对策生物。
结构呈典型的金字塔形，基部阔而顶部窄，表示种群中有 大量的幼体和极少的老年个体。这类种群的出生率大于死 亡率，是典型增长型的种群 。
（2）稳定型种群（stable population）其年龄结构
几乎呈钟形，基部和中部几乎相等，出生率与死亡率大致 平衡，种群数量稳定 。
（3）衰退型种群（diminishing population）这类种
精选课件ppt
10
增长率：是描述种群数量变化的重要指标，
是指单位时间内种群数量增加的百分数。 （出生率+迁入率）-（死亡率+迁出率）
精选课件ppt
11
影响出生率、死亡率和增长率的因素有： 环境条件、种群年龄、性别结构等。
精选课件ppt

三叶草(clover )
豆科(Leguminosae)三叶草属 (车轴草属，Trifolium)一年生 或多年生草本。分布最广的一 种牧草,也可兼作绿肥。原产小 亚细亚南部和欧洲东南部。
图4-1 三叶草单位面积干物质产量与播种 密度之间的关系(引自Harper，1977)
本属约有360多种,其中在农业上有利用价值的约 有 25种,而以红三叶(T.pratense)、白三叶(T.repens) 和绛三叶(T.incarnatum)3个种栽培较多。此外,还 有杂三叶(T.hybridum)等 群落种内与种间关系13
竞争一般特征
• 种间竞争的一个共同 特点是不对称性，即 竞争对各方影响的大 小和后果不同。
• 例如生活在潮间带 中的藤壶与小藤壶 的竞争，藤壶在其 生长过程中，经常 覆盖、挤压和窒息 小藤壶，从而剥夺 小藤壶的生存，而 小藤壶的生长对藤 壶的影响却很小。
群落种内与种间关系26
竞争一般特征
• 种间竞争的另一个共同特点是对一 种资源的竞争，能影响到对另一种 资源的竞争结果。
• 植物群落演替
– 重要的引起植物群落演替的内在因素之一。
群落种内与种间关系23
1.2种间竞争(competition)
• 1.2.1竞争类型及特征 • 1.2.2竞争排斥原理 • 1.2.3竞争的理论模型 • 1.2.4生态位理论与应用
群落种内与种间关系24
1.2.1竞争类型及特征
• 两个或更多种生物共同利用同样的有限资 源时而产生的相互竞争作用。
第四章 群落种内与种间关系
竞争 捕食作用 寄生与共生
群落种内与种间关系1
本章导读
• 识记：种内关系、种间关系、生态位、竞争排斥原 理、多样性、捕食、寄生、共生、协同进化等概念； 竞争排斥原理；种间竞争格局；生态位理论

7.1.2 与性别有关的种内关系
1 无性繁殖和有性繁殖
无性繁殖无需偿付减数分裂的代价，母体所产后 代带有母本的整个基因组，环境条件有利时能迅 速增殖，开拓暂时性栖息地。
有性繁殖要在进化选择上处于有利地位，必须使之 获得利益超过所偿付的减数分裂价、基因重组价和 交配价。为什么多数生物行有性繁殖？一般认为， 有性繁殖是对生存在多变和易遭不测环境下的一种 适应性，有性繁殖能产生更多变异类型的后代，有 利于生存竞争 。
dN2/dt = r2N 2 (1-N2/K2-N1/K2) (2)
dN1/dt = r1N 1 (1-N1/K1-N2/K1) (1) dN2/dt = r2N 2 (1-N2/K2-N1/K2) (2)
（a）和（b）分 别表示物种（1） 和（2）处于平衡 状态即dN1/dt =0 、dN2/dt=0时的条 件。在（a）图中 ，最极端的两种 平衡是（1） 全部 空间被N1所占， 即N1=K1，N2=0； （2） 全部空间被 N2所占，即N1=0 ，N2=K1/。连接 这两个端点，即
引自：Mcfadden and Keeton, 1994
7.2 种间关系
引自：Mcfadden and Keeton, 1994
种间关系包括正相互作用（互利 和偏利共生）和负相互作用（竞 争、捕食、食草、寄生、偏害）。
7.2.1 竞争 （Interspecific competition)
大草履虫与双小核 草履虫对资源的竞 独养 争导致大草履虫灭 绝。 （双小核草履虫与 袋状草履虫可达成 共存，出现分化）
引自：Mcfadden and Keeton, 1994
红皇后效应（Red queen effect)： 在环境条件稳定时，一个物种的 任何进化改进可能构成对其他物 种的竞争压力，种间关系可能推 动生物进化。

2019
-
28
3. 他感作用的生态学意义 （1）歇地现象 连作影响作物长势，降低产量的现象。
早稻，根系分泌对-羟基肉桂酸，强烈抑制早 稻幼苗，连作时则长势不好，产量降低。
2019
-
29
（2）影响植物群落中的种类组成
黑核桃分泌的氢化核桃酮 (1-4-5- 三羟基 萘 ) ，被雨水冲洗到土中后，氧化成核桃 酮，抑制其他植物的生长。因此，其树 下很少有草本植物。
对一个物种有利，对另一个物种无关紧要的 情况。
附生植物兰花生长于乔木的树枝上；地 衣、苔藓附生于树木的树皮上； 鮣以其头顶上的吸盘固着在鲨鱼腹部等；
2019
-
36
2. 互利共生
对双方都有利的共生关系称为互利共生。 • 兼性共生：对共生双方都有好处，但二者 无相互依赖性。 • 专性共生：共生双方相互依赖、离开对方 就不能生存的共生关系。 自然界中，生物的互利共生的形式主要有：
2019
-
1
一、种内关系 intraspecific relationship
种群内部个体与个体之间的关系。
植物种群：主要是个体之间的密度效应。
动物种群：领域性、社会等级制度
2019
-
2
（一）植物的密度效应（density effect） 植物种群个体数增加到一定程度时，邻接个体 间的互相影响, 称之为密度效应或邻接效应。 邻接个体间的影响，还包括对个体上各构件如 叶、枝、花、细根的影响。
在种群自疏过程中，存活个体的平均单株重量 （w）与种群密度（d）的关系为：
w =c· d-a Harper 等发现，黑麦草在播种密度最高的样方首 先出现自疏。其斜率为-3/2。
即： w =cd-3/2

决定动物婚配制度的主要生态因素是资源 （食物、营巢地）的质量和分布。
高质而分布均匀的资源有利于产生单配偶制， 雄性均匀地占有繁殖空间，雌性寻找没有配偶 的雄性，两性照顾后代也是其主要原因。
资源分布不均匀时，少数雄性占有资源，雌 性只与这些雄性婚配。条件极端严酷时，抚育 后代显得更加重要，一雌多雄可能更有成效。
让步赛（handicap）理论：拥有质量好的副性征 表明其拥有好基因，而弱小个体不可能忍受这种能 量消耗，去生产这些奢侈的副性征。
Fisher氏私奔模型：雄性的诱惑性特征开始被恣 意的雌性所选择，并继续进化，如果雌性基因对挑 选特征编码，雄性也会对该特征编码。
7.1.2.4 植物的性别系统（自学）
如果某一性别的个体对母体要求的花费较多，另 一性别的后代数就会较多，以保证相等投入。哺乳 类一般出生时雄性略多，这与雄性早期死亡较多有 关，灵长类、大熊猫等成体雄性有迁出的习性，雌 性一般不离开家区。
7.1.2.3 性选择
性选择可通过同性成员间的配偶竞争（性内选择） 或（和）通过偏爱异性的某个独特特征（性间选择） 而产生。很多副性征都是性选择的产物。
第二部分 种群生态学
4 种群及其基本特征 5 种群种及其变异与进化 6 生活史对策 7 种内与种间关系
7.1 种内关系 7.2 种间关系
7.2 种间关系
种间相互作用是构成生物群落的基础，是种群生 态和群落生态学的界面研究。种间相互作用包括： （1）相互动态（co-dynamics）：两个或多个物种 在 种 群 动 态 上 的 相 互 影 响 。 （ 2 ） 协 同 进 化 （ coevolution）：在进化过程和进化方向上的相互作用。
Population ecology
第二部分 种群生态学（四）

中性作用
○
○ 两个物种彼此不受影响
竞争：直接干扰型
-
-
每一种群直接抑制另一个
竞争：资源利用型
-
-
资源缺乏时的间接抑制
偏害作用
-
○ 种群 1 受抑制，种群 2 无影响
寄生作用
+
-
种群 1 寄生者，通常较宿主 2 的个体小
捕食作用
+
-
种群 1 捕食者，通常较猎物 2 的个体大
偏利作用
+
○ 种群 1 偏利者，而宿主 2 无影响
22
高斯假说(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物种，不能长期共存在一起
• 要求相同资源的两个物种不共存与一个空间
• 长期共存在同一地区的两个物种，由于剧烈竞争，他 们必然会出现栖息地、食物、活动时间或其他特征上 的生态位分化
23
高 斯 假 说
遗传
15
植物的性别系统
• 雌雄同花(两性花) • 同株异花(单性花) • 雌雄异株 • 原因－环境因素和进化策略(藤露兜树实例)
16
动物的婚配制度
• 婚配制度
– 群体内婚配制度类型，异性的相互识别，配偶数目， 持续时间，对后代的照顾
• 婚配制度的类型
– 单配制 – 一雌多雄制 – 一雄多雌制
• 环境影响
19
他感作用
• 他感作用 (allelopathy)
– 植物体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影响的现象
– 存在于种内和种间
• 克生物质
– 乙烯、香精油、酚及其衍生物，不饱和内脂、 生物 碱、配糖体等