第三章 种群生态学(2)
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种群生态学
第二节 种群的增长 或称种群的生长速率和生长型
目的和内容:认识种群数量上的动态,用数学 模型加以描述,进而分析其数量变动规律,预测 未来数量动态趋势.
按时间函数的连续或不连续,可分两类.
一、种群的几何级数增长(世代离散性生长模型)
适应: 一年一个世代,一个世代只生殖一次
R0=Nt+1/Nt Nt: 种群在t时刻的数量; Nt+1: 种群在t+1时刻的数量; R0: 每个世代的净生殖率(繁殖速率)
二、种群的指数增长(世代连续性生长模型)
适应: 世代重叠,生活史短,无特定繁殖期 在无限环境中的几何增长;繁殖速率恒定 可用微分方程表示: dN/dt=(b-d)N dN/dt: 种群的瞬时数量变化 b、d: 每个体的瞬时出生率、死亡率 b-d=r: 瞬时增长率(内禀增长率:种群固有的内 在增长能力)
集群分布
二、 种群的基本特征
3、种群的出生率和死亡率 （1）出生率
生理出生率(最大出生率):在理想条件下所 能达到的最大出生数量.
生态出生率(实际出生率):在一定时期内,种 群在特定条件下实际出生数量.内外因素共同作 用影响的结果. 影响出生率的因素: a.性成熟速度; b.每次产 仔数; c.每年生殖次数; d.生殖年龄的长短.
均匀分布:个体间的距离比随机分布更为一致. 可看作是随机分布的特例.
集群分布:个体呈疏松不均匀的分布. 又称聚集分 布. 是最常见的类型.
集群分布一般可分为核心分布型和负二项分布型 核心分布型(奈曼分布): 分布不均匀,个体形成很
多小集团或核心,核心之间的关系是随机的. 其概率公式可表示为:
二、 种群的基本特征
四、特定时间生命表
又称静态生命表.生命表中常见的形式. 适用:于世代重叠的生物,在人口调查中也常用 优点: ①容易使我们看出种群的生存、生殖对策;
生态学-第三章 种群生态学(2)
每 株 植 物 平 均 干 重 （ ）
植物密度（株/m2）
Regression lines from self-thinning curves for 31 stands of different species of plants
g
（2） 性别生态学
• 内容：性别关系类型、动态及环境因
素对性别的影响。
species of North American warblers. Each of these insect-eating species searches for food in different regions of spruce trees.
莺
竞争的类型和特征
• 种间竞争的类型
– 利用性竞争：通过损耗资源； – 干扰性竞争：竞争个体间直接相互作用。
第三章 种群生态学
（2） 3.3 种群内、外的相互作用
3.3 种群内、外的相互作用
3.3.1 概述 3.3.2 种内关系 3.3.3 种间关系
3.3.1 概述
种内关系：生物种群内部的个体间的相互作用； 种间关系：生活于同一生境中的物种间的相互作用； 种内、种间相互作用的种类：
（1）竞争 （2）捕食、自相残杀 （3）互利共生 （4）寄生
• K1<K2/β，K1/α>K2：
稳定的平衡点，两种共存
• K1>K2/β，K1/α<K2：
不稳定的平衡点，两种均可能获胜
生态位理论
• 生态位 (niche)
指物种在生物群落或生态系统中的地位和角色；在 自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其在 相关种群之间的功能关系(n-维生态位)。
生物生长发育的不同时期生态位不同。
种群生态学理论PPT
第三章 种群生态学
✓ 种群的概念、种群生态学 ✓ 第一节 种群动态 ✓ 第二节 种群的进化与选择 ✓ 第三节 种内关系 ✓ 第四节 种间关系
1.种群（population）的概念
种群是占据特定空间（地理位置）的同种有机体 的集合群（在一定空间中同种个体的组合）。
种群是占据某一地区的某个种的个体总和 （Friederich，1930）
（2）数量特征：每单位面积（或空间）上 的个体数量（即密度），将随时间而发 生变动。
（3）遗传特征：种群具有一定的基因组成， 即系一个基因库，以区别于其它物种， 但种群中的个体在遗传上有变异。
理解：
（1）不等于个体的简单相加：有机体之间 相互作用，在整体上呈现有组织有结构 的特性。
（2）个体之间差异性：不同的发育阶段 （年龄不同）；同一生长阶段，个体贡 献不同。
鼠，相对密度10%； • 间接指标：每公顷老鼠洞数、鸟鸣叫声
估计鸟数量。
（二）单体生物和构件生物
Defining the individual
• easy with plants
• Modules: trees in a forest may appear to be individuals but in reality may be produced by the same root structure (e.g. aspen, ring fungi)
某一特定时间占据某一特定空间的一群同种有机 体（Merrile,1981）
同一物种在一定空间和一定时间的个体的集合体. 是具有潜在互配能力的个体
种群是物种在自然界中存在的基本单位，进化的 基本单位，又是生物群落的基本组成单位。种群 是一种特殊组合，具有独特性质、结构、机能， 有自动调节大小的能力。
✓ 种群的概念、种群生态学 ✓ 第一节 种群动态 ✓ 第二节 种群的进化与选择 ✓ 第三节 种内关系 ✓ 第四节 种间关系
1.种群（population）的概念
种群是占据特定空间（地理位置）的同种有机体 的集合群（在一定空间中同种个体的组合）。
种群是占据某一地区的某个种的个体总和 （Friederich，1930）
（2）数量特征：每单位面积（或空间）上 的个体数量（即密度），将随时间而发 生变动。
（3）遗传特征：种群具有一定的基因组成， 即系一个基因库，以区别于其它物种， 但种群中的个体在遗传上有变异。
理解：
（1）不等于个体的简单相加：有机体之间 相互作用，在整体上呈现有组织有结构 的特性。
（2）个体之间差异性：不同的发育阶段 （年龄不同）；同一生长阶段，个体贡 献不同。
鼠，相对密度10%； • 间接指标：每公顷老鼠洞数、鸟鸣叫声
估计鸟数量。
（二）单体生物和构件生物
Defining the individual
• easy with plants
• Modules: trees in a forest may appear to be individuals but in reality may be produced by the same root structure (e.g. aspen, ring fungi)
某一特定时间占据某一特定空间的一群同种有机 体（Merrile,1981）
同一物种在一定空间和一定时间的个体的集合体. 是具有潜在互配能力的个体
种群是物种在自然界中存在的基本单位，进化的 基本单位，又是生物群落的基本组成单位。种群 是一种特殊组合，具有独特性质、结构、机能， 有自动调节大小的能力。
第三章 昆虫种群生态学 昆虫生态学教学课件
(一)、特定年龄生命表 表3-4 小菜蛾 (Plutella maculipennis)的第三世代生命表 x lx dxF dx 100qx 卵（N1） 1154 未受精 14 1.2 幼虫(一期) 1140 下雨 536 47.0 幼虫(二期) 604 M.plutellae 140 23.2 下雨 77 12.7 —————— 217 35.9 预蛹 387 D.insularis 198 51.2 蛹 189 D.plutellae 53 28.2 蛾 136 性比(40.1%) 27 19.9 ♀×2(N3) 109 光周期 52.4 48.1 “正常♀” ×2 56.6 成虫死亡 48.1 85.0 世代总和 ( 8.5) 1145.5 99.3
Nt 100 165 272 448 739 1218(已增长12倍) …
(2)Logistic增长型 种群增长率微分式： dN/dt=rN((K-N)/K) 当N=0时，种群呈指数增长 N=K时，dN/dt=0，种群增长率 为0
其中K为环境条件所允许的最大 种群密度，称之为环境负荷量 （carrying capacity）；r为种群 增长率；1/r称之为自然反应时 间（natural response time） (TR) ， 表示当种群受干扰后返回平衡 所需要的时间。
（5）、年龄组配（agedistribution） 指种群内各个年龄的个体数 量占种群个体总数的比例。 如图3-1。
个 体 数 量
老 青 幼 A B C
图3-1 不同年龄组配的种群 ~7
（6）、统计特征 出生率、死亡率、迁出率、迁 入率 出生率（birth rate）与死亡率 （death rate）：指单位时间内 出生（或死亡）个体数占种群 总数的百分比。
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
专升本生态学基础-种群生态（二）（总分100,考试时间90分钟）一、选择题1
专升本生态学基础-种群生态(二)(总分100,考试时间90分钟)一、选择题1. 当代环境问题和资源问题，使生态学的研究日益从以生物为研究主体发展到______A.以动物为研究主体 B.以人类为研究主体 C.以植物为研究主体 D.以种群为研究主体2. 种群生态学研究的对象是______A.种群 B.群落 C.生态系统 D.有机个体3. 具体的生物个体和群体生活地段上的生态环境称为______A.环境 B.生境 C.内环境 D.地球环境4. 用方差/平均数比率检测生物分布型时，以下比值为均匀分布的是______A.s2/m=0 B.s2/m=1 C.s2/m显著大于1 D.s2/m显著小于15. dN/dt=rN(K-N/K)这一数字模型表示的种群增长情况是______A.无密度制约的离散增长 B.有密度制约的离散增长 C.无密度制约的连续增长 D.有密度制约的连续增长6. 两种生物生活在一起时，对二者都必然有利，这种关系为______A.偏利作用 B.互利共生 C.原始合作 D.中性作用7. 寄生蜂将卵产在寄主昆虫的卵内，一般要缓慢地杀死寄主，这种物种间的关系属于______A.偏利作用 B.原始合作 C.偏害作用 D.拟寄生8. 沿海地区出现的“赤潮”从种群数量变动角度看是属于______A.季节性消长 B.不规则波动 C.周期性波动 D.种群的爆发9. 欧洲的穴兔于1859年由英国引入澳大利亚，十几年内数量急剧增长，与牛羊竞争牧场，成为一大危害，这种现象从种群数量变动角度看是属于______A.种群大发生 B.生态入侵 C.不规则波动 D.种群大爆发10. 在渔业生产上为获得持续最大捕捞量，海洋捕捞时，应使鱼类的种群数量保持在______A.K/2 B.K C.K/4 D.K/311. 土壤固氮菌和豆科植物的根系所形成的共生体称为______A.菌根 B.根瘤 C.菌丝 D.子实体12. 在下列哪种竞争方式下，个体不直接相互作用______A.干扰性 B.资源利用性 C.种间 D.种内13. 竞争剧烈时，生物可通过下列哪种方式离开种群密度高的地区______A.流动 B.扩散 C.死亡 D.隐藏14. 以下生物中，属于兼性互利共生的是______A.地衣 B.菌根 C.蜜蜂与月季 D.珊瑚15. 杜鹃将蛋下在别种鸟的巢中，让这种鸟饲育其幼鸟，这一现象称为______A.社会性寄生 B.寄生 C.潜在寄生 D.真寄生16. 稳态的英文是______A.homeostasis B.homeotherm C.homogenons D.homologous17. 雄孔雀美丽的尾巴形成的原因在于______A.竞争 B.攻击 C.性选择 D.适应环境18. 下列哪项是生态学的一种主要影响力，是扩散和领域现象的原因，并且是种群通过密度制约过程进行调节的重要原因______A.种间竞争 B.种内竞争 C.个体竞争 D.竞争19. 蜜蜂螯敌时，会释放出一种外激素，促使其他蜜蜂一起向敌害进攻，这种现象在生物学上称为______A.种间斗争 B.种内斗争 C.捕食 D.种内互助20. 分布在我国新疆和东北的雪兔、分布在华北的草兔和分布在华南的华南兔颅骨长分别为95～97mm、85～89mm和67～86mm，这种颅骨的变异可以用下列哪项解释______A.Betgman 规律 B.Allen规律 C.Jordan规律 D.Gause假说21. 年龄锥体左右不对称的原因是______A.各年龄组的个体数差异 B.各年龄组的死亡率不同 C.各年龄组的出生率不同 D.各年龄组的性比不同22. 若λ=R0，则该生物种群可能为______A.种子植物 B.动物 C.一年生植物 D.高等动物23. 衡释效应或许可以解释猎物的______A.利他行为 B.集群行为 C.领域行为 D.合作行为24. 遗传漂变通常发生在______A.小种群 B.大种群 C.隔离的大种群 D.岛屿化种群25. 地球上生物多样性最高的生态系统通常在______A.极地苔原 B.热带雨林 C.寒温带森林 D.温带草原二、填空题1. 次级种群参数有______、______、______和分布型等。
生态学第03章_种群及其基本特征
Chapter 3
13
绝对密度和相对密度
• 绝对密度：单位面积或空间的实有个体数。 绝对密度：单位面积或空间的实有个体数。 • 相对密度：能获得表示种群数量高低的相 相对密度：能获得表示种群数量高低的相
对指标。
Chapter 3
14
调查方法
• 样方法：在若干样方中计数全部个体，然后以其平均数来 样方法：
Chapter 3
10
种群生物学与种群生态学
• 种群生物学（population biology）: 研究种群的结构、形 种群生物学（population biology）
成、发展和运动变化过程规律的科学。最主要组成部分是 种群遗传学和种群生态学。
• 种群遗传学（ population genetics ）: 研究种群的遗传
Chapter 3
6
二、种群的概念
• 种群(population): 在一定空间中，同种个体的组 种群(population): 在一定空间中，
合。为了强调不同的面，有的生态学家还在种群 定义中加进其他一些内容，如能相互进行杂交、 具有一定结构、一定遗传特性等内容。
• 种群是自然界物种存在、物种进化、物种关系的 种群是自然界物种存在 物种进化、 自然界物种存在、
表。 用途：主要用于估计种群的增长。
Chapter 3 27
生命表建立
• 种群统计的核心是建立反映种群全生活史的各年龄组出生率、
死亡率，甚至包括迁移率在内的信息综合表。 • 一般的生命表格式或构成，表头依序是： x：年龄级 nx: 在x期开始时的存活数 lx : 在x期开始时的存活率 dx : 从x到x+1期的死亡数 x+1期的死亡数 qx : 从x到x+1期的死亡率 x+1期的死亡率 ex : x期开始时的平均期望寿命或平均余年 x期开始时的平均期望寿命或平均余年 Lx : 从x到x+1期的平均存活数 x+1期的平均存活数 Tx : x期及其以上各年龄级的个体存活总年数 x期及其以上各年龄级的个体存活总年数
《生态学》第3章 种群及其基本特征
12
图３－１ 年龄锥体的３种基本类型（Kormondy，1976）
（a） 增长型种群 ：有大量幼体，而老年个体较少。种群的出生率大于死亡率 （b） 稳定型种群：老、中、幼比例大体相同。出生率与死亡率大致相平衡 （c） 下降型种群：幼体比例减少而老体比例增大，种群的死亡率大于出生率13
(a) 增长型种群： 锥体呈典型金字塔形，基部 宽，顶部狭，表示种群有大量幼体，而老年个体 较少。种群出生率大于死亡率，是迅速增长的种 群。 (b) 稳定型种群： 锥体形状介于(a)、(c)两类之 间，老、中、幼比例大体相同。出生率与死亡率 大致相平衡，种群稳定。 (c)下降型种群： 锥体基部比较狭，而顶部比较 宽。种群中幼体比例减少而老体比例增大，种群 的死亡率大于出生率，是不断衰退的种群。
第三章
种群及其 基本特征
1
1 第一节 生物种与种群的概念
2
第二节 种群的动态
３
第三节 种群的空间格局
4
第四节 种群调节
2
第一节 生物种与种群的概念
1
生物种的 概念
2
种群的 概念
3
一、生物种的概念
瑞典植物学家林奈（Carolus von Linnaeus）在其出版的《植物种志》中，继承 了J.Ray的观点，认为种是“形态相似的个体 的集合”，并指出同种个体可自由交配，能 产生可育的后代，而不同种之间的杂交则不 育，并创立了种的双命名法。
T=(Σxlxmx)/(Σlxmx)
24
三、种群的增长模型
与密度无 关的种群 增长模型
与密度有 关的种群 增长模型
25
（一）与密度无关的种群增长模型
1. 种群离散增长模型 最简单的单种种群增长的数学模型，通常
图３－１ 年龄锥体的３种基本类型（Kormondy，1976）
（a） 增长型种群 ：有大量幼体，而老年个体较少。种群的出生率大于死亡率 （b） 稳定型种群：老、中、幼比例大体相同。出生率与死亡率大致相平衡 （c） 下降型种群：幼体比例减少而老体比例增大，种群的死亡率大于出生率13
(a) 增长型种群： 锥体呈典型金字塔形，基部 宽，顶部狭，表示种群有大量幼体，而老年个体 较少。种群出生率大于死亡率，是迅速增长的种 群。 (b) 稳定型种群： 锥体形状介于(a)、(c)两类之 间，老、中、幼比例大体相同。出生率与死亡率 大致相平衡，种群稳定。 (c)下降型种群： 锥体基部比较狭，而顶部比较 宽。种群中幼体比例减少而老体比例增大，种群 的死亡率大于出生率，是不断衰退的种群。
第三章
种群及其 基本特征
1
1 第一节 生物种与种群的概念
2
第二节 种群的动态
３
第三节 种群的空间格局
4
第四节 种群调节
2
第一节 生物种与种群的概念
1
生物种的 概念
2
种群的 概念
3
一、生物种的概念
瑞典植物学家林奈（Carolus von Linnaeus）在其出版的《植物种志》中，继承 了J.Ray的观点，认为种是“形态相似的个体 的集合”，并指出同种个体可自由交配，能 产生可育的后代，而不同种之间的杂交则不 育，并创立了种的双命名法。
T=(Σxlxmx)/(Σlxmx)
24
三、种群的增长模型
与密度无 关的种群 增长模型
与密度有 关的种群 增长模型
25
（一）与密度无关的种群增长模型
1. 种群离散增长模型 最简单的单种种群增长的数学模型，通常
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
生态学课件第三章 种群生态学
一、种群生活史概述
• 2、研究任务 • 研究生活史的相似性与相异性及其与特定 生境的关系。 • 比较不同生活史类群的生物学意义及其生 态学解释，而不是研究其绝对现象。
一、种群生活史概述
• • • • • 3、研究内容 3.1 个体大小（size） 3.2 生长与发育 3.3 繁殖 3.4 扩散
一、种群生活史概述
• 其中， • 式中∑为总和，x为样方中某种个体数，f为含x个体样方 的出现频率，N为样本总数。
四、种群调节
• 生态学家提出许多不同的假说来解释种群的动态 机制，概括为： • 1、气候学派 • 2、生物学派 • 3、食物因素 • 4、自动调节学说
气候学派
• 气候学派多以昆虫为研究对象 • 其观点为种群参数受天气条件强烈影响，强调种 群数量的变动，否定稳定性。 • 以色列学者博登海默认为昆虫的早期死亡率有 85~90%是由于天气条件不良而引起的
三、种群空间格局
• • • • 种群的内分布型分三类： ①均匀型（uniform） ②随机型（random） ③成群型（clumped）
三、种群空间格局
• • • • • 种群内分布型检验 检验指标是方差/平均数比率，即S2/m。 若 S2/m=0， 属均匀分布； 若 S2/m=1， 属随机分布； 若 S2/m>1(显著)，属成群分布。
• • • • • • • • 4、自然种群的数量变动 种群增长 季节消长 不规则波动 周期性波动 种群暴发 种群衰落 种群平衡
三、种群空间格局
• 种群空间格局（spatial pattern）： • 种群空间格局——是组成种群的个体在其 生活空间中的位置状态或布局，也称为内 分布型（internal distribution pattern）。
生态学第二版杨持课后练习题参考答案
《普通生态学》练习题参考答案第一章绪论1、如何理解生物与地球环境的协同进化?答：地球的生命起源于35亿年前，那时地球的表面为还原性大气；缺少氧气，没有臭氧层。
这些条件对今天的生物非常有害，但却正是原始生命得以形成的环境。
约在30亿年之前开始形成光合自氧生物，蓝绿藻为主，逐渐改变了大气成分，氧化大气出现；氧化大气的形成为绿色植物的登陆创造了条件。
大气圈中保证生物呼吸的氧气和稳定的CO2含量，以及保护地表生命的臭氧层，都是生物长期作用的结果。
并且生物不断适应地球环境，而进化形成现今丰富多样的生物世界；自7亿年有动植物以来，累计生物总质量是地球总质量的1000倍；生物转移的物质总质量要比其自身的质量大许多倍。
因此可以认为适于生物生存的地球环境是生物与地球协同进化的结果，而这种环境又靠生物来维持与调控。
2、试述生态学的定义、研究对象与范围。
答：生态学是研究生物及环境间的相互关系的科学，环境包括无机和有机环境。
生态学研究的对象从生物大分子、基因、细胞、个体、种群、群落、生态系统直到生物圈，经典研究个体及以上层次。
生态研究的范围非常广泛，涉及的环境非常复杂，从无机环境（岩石圈、大气圈和水圈）、生物环境（植物、动物、微生物）到人与人类社会，以及由人类活动所导致的环境问题。
3、现代生态学的发展趋势及特点是什么？答：进入20世纪60年代，生态学快速发展。
生态学已深入社会的各个领域。
（1）全球性问题（如人口问题、环境问题、资源问题和能源问题）的控制和解决推动生态学发展。
（2）应用生态学的迅速发展。
污染生态学，经济生态学，恢复生态学，环境生态学。
（3）全民生态意识提高。
生态学举世瞩目。
生态学的发展特点有：（1）研究层次向宏观和微观方向发展。
现代生态学一方面向区域性、全球性方面发展；另一方面是向微观方向发展，与分子生物学、分子遗传学、生理学等相结合。
（2）研究方法手段的更新。
野外自记电子仪器、同位素示踪、稳定性同位素、“3S”（全球定位系统（GPS）、遥感（RS）与地理信息系统（GIS））、生态建模，系统论引入生态学。
生态学--第三章 种群生态学(2-3节)
• • • • 两性关系 亲子关系 群体关系 社会关系
亲缘利他 互惠利他 纯粹利他
• 利他行为 • 种群对综合环境适应能力的提高
第三节 种群间的相互关系
种间关系 • • • • • • 类型 竞争 捕食 食草 中性 共生 生活 • 合作 生活 • 附生 • 寄生和拟寄生 A B - - O O + + + + 特 点 彼此互相抑制 A种杀死或吃掉B种 彼此互不影响 彼此有利，分开后不能 彼此有利，分开能独立
4、逻辑斯谛增长
dN / dt=N (r - cN)
N→K, dN / dt=0, r - cN=0 , c= r/ K dN/dt = rN (1- N/K) = rN (K-N) / K (k - N) / k: 逻辑斯谛系数
N>k,种群下降; N=k,种群不增不减;N<k种群上
升
4、逻辑斯谛增长
二、 种群数量的自然调节
• 种群数量的波动
• 非周期性波动：无规则
种群数量的自然调节
• 种群数量的波动
• 周期性波动
种群数量的自然调节
• 种群数量的波动
③ 季节波动 ④ 种群爆发
种群数量的自然调节
1. 种群数量的波动
• ⑤ 生态入侵
牵牛(Ipomoea nil)
马樱丹（Lantana camara）
第二节 种群增长
第二节 种群增长
• • • • • 简单的模型 几何增长 指数增长 逻辑斯谛增长★ 种群的数量自然调节
1、简单的模型
• Nt+1 – Nt = B + I – D –
E
B: birth， B=bNt I: immigrant D: death, D=dNt E: emigrant
种群生态学二课件
种群结构
年龄锥体的三种基本类型
a下降型种群: 幼年组个体数少，老年组个体数多，种群的死亡率大于出生率，种群种群数量趋向减少。 b稳定型种群: 种群出生率大约与死亡率相当，种群稳。 c增长型种群: 幼年组个体数多，老年组个体数少，种群的死亡率小于出生率，种群迅速增长。
繁殖后期
繁殖期
繁殖前期
a
b
c
肯尼来、美国和澳大利亚的人口年龄结构
取样
取样（sampling）是生态学定量研究中一项最基础的工作。因为在种群或在群落水平上，要逐个计量和观察所有的生物体，几乎是不可能的。通常只能采取统计学的取样。 取样是生态学观察最经济最科学的一种手段，其目的在于根据总体（population）的某些部分即样本来估计总体。 因此，取样方法必须正确，务必使总体中预先确定的样本具有真实的代表性，否则导致错误判断。
思考题
第一节 种群及其基本特征
§1 种群的基本概念 §2 种群特征 §3 种群的分布与多度 §4 种群动态 §5 种群增长模型 §6 种群调节
§3 种群的分布与多度
种群分布界限 种群分布格局 生物体大小与种群密度关系 稀有与灭绝 种群多度的估计
种群的分布格局
个体可能呈随机、均匀和聚集分布等格局；在大尺度上，种群的个体则是聚积分布的。
标记重捕技术
标记重捕技术（Mark-recapture techniques）：是一个有比较明确界限的区域内，捕捉一定量动物个体标记后，放回，经过一个适当的时期（标记个体和未标记个体重新充分混合）后，再进行重捕，根据重捕样本中标记者的比例，估计该区域种群总数。 在一些不易直接观测的环境（如森林、草原、水域）中的那些活动敏捷的动物，唯有标记重捕才有可能估计其种群数量。 标记重捕技术不收种群空间分布型的影响 标记重捕技术还可以用于研究野外动物的迁移扩散、估计动物寿命等。 标记重捕法的前提是标记个体与未标记个体在重捕时被捕的几率相等，因此该法的第一个基本条件是一系列的标记处理，从捕捉、标记到释放，都不能对标记个体的寿命、行为造成影响。
年龄锥体的三种基本类型
a下降型种群: 幼年组个体数少，老年组个体数多，种群的死亡率大于出生率，种群种群数量趋向减少。 b稳定型种群: 种群出生率大约与死亡率相当，种群稳。 c增长型种群: 幼年组个体数多，老年组个体数少，种群的死亡率小于出生率，种群迅速增长。
繁殖后期
繁殖期
繁殖前期
a
b
c
肯尼来、美国和澳大利亚的人口年龄结构
取样
取样（sampling）是生态学定量研究中一项最基础的工作。因为在种群或在群落水平上，要逐个计量和观察所有的生物体，几乎是不可能的。通常只能采取统计学的取样。 取样是生态学观察最经济最科学的一种手段，其目的在于根据总体（population）的某些部分即样本来估计总体。 因此，取样方法必须正确，务必使总体中预先确定的样本具有真实的代表性，否则导致错误判断。
思考题
第一节 种群及其基本特征
§1 种群的基本概念 §2 种群特征 §3 种群的分布与多度 §4 种群动态 §5 种群增长模型 §6 种群调节
§3 种群的分布与多度
种群分布界限 种群分布格局 生物体大小与种群密度关系 稀有与灭绝 种群多度的估计
种群的分布格局
个体可能呈随机、均匀和聚集分布等格局；在大尺度上，种群的个体则是聚积分布的。
标记重捕技术
标记重捕技术（Mark-recapture techniques）：是一个有比较明确界限的区域内，捕捉一定量动物个体标记后，放回，经过一个适当的时期（标记个体和未标记个体重新充分混合）后，再进行重捕，根据重捕样本中标记者的比例，估计该区域种群总数。 在一些不易直接观测的环境（如森林、草原、水域）中的那些活动敏捷的动物，唯有标记重捕才有可能估计其种群数量。 标记重捕技术不收种群空间分布型的影响 标记重捕技术还可以用于研究野外动物的迁移扩散、估计动物寿命等。 标记重捕法的前提是标记个体与未标记个体在重捕时被捕的几率相等，因此该法的第一个基本条件是一系列的标记处理，从捕捉、标记到释放，都不能对标记个体的寿命、行为造成影响。
种群动态
第三章 种群生态学
§2 种群动态
种群动态
生存在特定环境中的任何生物种群, 生存在特定环境中的任何生物种群, 都有随时间过程而呈现个体数量消长和分 布变迁,这一生物种群特有的生命现象, 布变迁,这一生物种群特有的生命现象, 称为种群动态. 称为种群动态.
5.2 种群动态
5.2.1 种群密度 5.2.2 种群的年龄结构和性比 5.2.3 生命表 5.2.4 种群的增长 5.2.5 自然种群的数量变动
生命表( 生命表(life table)
生命表的概念 生命表的概念 生命表的一般构成 生命表的一般构成 生命表的类型 生命表的类型 动态生命表 动态生命表 静态生命表 静态生命表 图解生命表 图解生命表
存活曲线 存活曲线
存活曲线(survivorship) 存活曲线
概念 概念
在各年龄阶段种群的存活 率曲线. 率曲线.
直接数量指标(目测估计法) 直接数量指标(目测估计法)
Drude Soc.(Sociales) ( ) Cop3 Cop. (Copios ae) ) Cop2 Cop1 极多 很多 多 尚多 少 稀少 个别 Frequent Occasional Rare Very rare 常见 偶见 稀少 很少 F O r Vr 1 + 少 很少 Dominant Abundant Clements 优势 丰盛 D A Braun-Blanquet 5 4 3 2 非常多 多 较多 较少
性比 性比
定义 定义 类型 类型 影响性比的因素 影响性比的因素
5.2.2 种群的年龄结构与性比
种群的年龄结构 种群的年龄结构
概念 概念 年龄结构的划分 年龄结构的划分 年龄结构的类型 年龄结构的类型
年龄金字塔是用从上到下一系列不 同宽度的横柱作成的图. 同宽度的横柱作成的图.横柱的高低 位置表示由幼体到老年的不同年龄组, 位置表示由幼体到老年的不同年龄组, 横柱的宽度表示各个年龄组的个体数 或其所占种群全部个体数的百分比. 或其所占种群全部个体数的百分比. 根据年龄金字塔的形状,可以将种 根据年龄金字塔的形状, 群分为3个基本类型 群分为 个基本类型 : 增长型种群( 增长型种群(expanding population) ) 稳定型种群( 稳定型种群(stable population) ) 下降型种群( 下降型种群(decline population) )
§2 种群动态
种群动态
生存在特定环境中的任何生物种群, 生存在特定环境中的任何生物种群, 都有随时间过程而呈现个体数量消长和分 布变迁,这一生物种群特有的生命现象, 布变迁,这一生物种群特有的生命现象, 称为种群动态. 称为种群动态.
5.2 种群动态
5.2.1 种群密度 5.2.2 种群的年龄结构和性比 5.2.3 生命表 5.2.4 种群的增长 5.2.5 自然种群的数量变动
生命表( 生命表(life table)
生命表的概念 生命表的概念 生命表的一般构成 生命表的一般构成 生命表的类型 生命表的类型 动态生命表 动态生命表 静态生命表 静态生命表 图解生命表 图解生命表
存活曲线 存活曲线
存活曲线(survivorship) 存活曲线
概念 概念
在各年龄阶段种群的存活 率曲线. 率曲线.
直接数量指标(目测估计法) 直接数量指标(目测估计法)
Drude Soc.(Sociales) ( ) Cop3 Cop. (Copios ae) ) Cop2 Cop1 极多 很多 多 尚多 少 稀少 个别 Frequent Occasional Rare Very rare 常见 偶见 稀少 很少 F O r Vr 1 + 少 很少 Dominant Abundant Clements 优势 丰盛 D A Braun-Blanquet 5 4 3 2 非常多 多 较多 较少
性比 性比
定义 定义 类型 类型 影响性比的因素 影响性比的因素
5.2.2 种群的年龄结构与性比
种群的年龄结构 种群的年龄结构
概念 概念 年龄结构的划分 年龄结构的划分 年龄结构的类型 年龄结构的类型
年龄金字塔是用从上到下一系列不 同宽度的横柱作成的图. 同宽度的横柱作成的图.横柱的高低 位置表示由幼体到老年的不同年龄组, 位置表示由幼体到老年的不同年龄组, 横柱的宽度表示各个年龄组的个体数 或其所占种群全部个体数的百分比. 或其所占种群全部个体数的百分比. 根据年龄金字塔的形状,可以将种 根据年龄金字塔的形状, 群分为3个基本类型 群分为 个基本类型 : 增长型种群( 增长型种群(expanding population) ) 稳定型种群( 稳定型种群(stable population) ) 下降型种群( 下降型种群(decline population) )
生态学 第三章 种群生态学
c
种群年龄分布--1
白橡树种 群的年龄 分布
(自M.C.Molles,Jr,1999)
种群年龄分布--2
仙人掌雀 种群的年 龄分布
(自M.C.Molles,Jr,1999)
种群年龄分布--3
木棉树种群的 年龄分布
(自M.C.Molles,Jr,1999)
肯尼亚、美国和澳大利亚的人口年 龄结构
种群数量统计
种群边界问题 密度：单位面积或体积、生境中的个体数量 绝对密度和相对密度
绝对密度：单位面积或空间的实有个体数。 相对密度：只能获得表示种群数量高低的相对指标。
➢直接指标和间接指标
种群数量统计
密度的估计方法
总数量调查法：在某一面积的同种个体数目。
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。
种群不仅是自然界物种存在、物种进化、物种关系的基本单 位，也是生物群落、生态系统的基本组成成份，同时，还是 生物资源保护、利用和有害生物综合管理的具体对象。
一个物种，由于地理隔离，有时不只有一个种群。
不同种群之间存在明显的地理隔离,长期隔离有可能发展为不 同亚种,甚至产生新的物种。
种群生态学的研究内容
种群数量(积分式) ：
Nt
1
K eart
逻辑斯谛增长模型
种群 变化率
当比率增加时，种 群增长变慢
dN/dt=Nr(1-N/K)
种群个体 数量
瞬时增长率( 每员增长率)
环境容 纳量
逻辑斯谛增长率变化曲线
dN/dt=Nr(1-N/K)
dN/d t
k／2
N
逻辑斯谛增长方程积分式
环境容纳量
瞬时增长率(每 员增长率)
种群年龄分布--1
白橡树种 群的年龄 分布
(自M.C.Molles,Jr,1999)
种群年龄分布--2
仙人掌雀 种群的年 龄分布
(自M.C.Molles,Jr,1999)
种群年龄分布--3
木棉树种群的 年龄分布
(自M.C.Molles,Jr,1999)
肯尼亚、美国和澳大利亚的人口年 龄结构
种群数量统计
种群边界问题 密度：单位面积或体积、生境中的个体数量 绝对密度和相对密度
绝对密度：单位面积或空间的实有个体数。 相对密度：只能获得表示种群数量高低的相对指标。
➢直接指标和间接指标
种群数量统计
密度的估计方法
总数量调查法：在某一面积的同种个体数目。
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。
种群不仅是自然界物种存在、物种进化、物种关系的基本单 位，也是生物群落、生态系统的基本组成成份，同时，还是 生物资源保护、利用和有害生物综合管理的具体对象。
一个物种，由于地理隔离，有时不只有一个种群。
不同种群之间存在明显的地理隔离,长期隔离有可能发展为不 同亚种,甚至产生新的物种。
种群生态学的研究内容
种群数量(积分式) ：
Nt
1
K eart
逻辑斯谛增长模型
种群 变化率
当比率增加时，种 群增长变慢
dN/dt=Nr(1-N/K)
种群个体 数量
瞬时增长率( 每员增长率)
环境容 纳量
逻辑斯谛增长率变化曲线
dN/dt=Nr(1-N/K)
dN/d t
k／2
N
逻辑斯谛增长方程积分式
环境容纳量
瞬时增长率(每 员增长率)
第三章 种群生态学题库
第三章种群生态学题库一、名词解释1．种群：在一定时间内和一定空间内，同种有机体的结合。
2．群落：在一定时间内和一定空间内，不同种群的集合。
3．系统：由两个或两个以上相互作用的因素的集合。
4．基因型：每一个体的基因组合。
5．等位基因：决定一个性状的两个或两个以上的基因组合。
6．基因库：在一个种群中，全部个体的基因组合。
7．基因频率：在一个基因库中，不同基因所占的比率叫基因频率。
8．基因型频率：在一个基因库中，不同基因型所占的比率叫基因型频率。
9．哈－温定律：在无限大的种群中，每一个体与种群内其他个体的交配机会均等，并且没有其它干扰因素（突变、漂移、自然选择等），各代的基因频率不变，无论其基因型频率和基因频率如何，只经历一代，即达到遗传平衡。
10．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－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，既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，不能充分的随机交配，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，这样那些中性的或不利性状在种群中继续保存下来。
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．生命表：用来描述种群生存与死亡的统计工具。
13．动态生命表：根据观察一群同一时间出生的生物死亡或存活的动态过程而获得数据编制的生命表。
14．静态生命表：根据某一特定时间对种群作一个年龄结构调查，并根据结果而编制的生命表。
15．空间异质性：指生态学过程和格局在空间分布上的不均匀性及其复杂性。
16．内禀增长率：在没有任何环境因素（食物、领地和其他生物）限制的条件下，由种群内在因素决定的稳定的最大增殖速度称为种群的内禀增长率（intrinsic growth rate），记作r m。
17．邻接效应：当种群密度增加时，在邻接的个体之间所出现的相互影响。
第三章 种群生态学
第四节 种群的行为生态学
领域的分类 1. 交配、觅食和繁殖领域； 2. 交配和筑巢的领域； 3. 交配领域； 4. 筑巢领域； 5. 非繁殖领域。
第四节 种群的行为生态学
领域的特征 1. 排他性； 2. 伸缩性； 3. 替代性。
第四节 种群的行为生态学
领域的作用 1. 防止过度拥挤和食物不足，减少种内竞争； 2. 对一些种类具有调节种群数量的作用； 3. 领域行为是一种进化的力量。
第二节 种群的数量特征与动态变化
性比例是指种群中雄性与雌性个体数的比例。 性比例影响着种群的出生率，因此也是影响 种群数量变动的因素之一。
第二节 种群的数量特征与动态变化
四、种群的增长模型 （一）种群的内在增长率 自然增长率(rate of natural increase)，为实际 增长率，是指在单位时间内某一种群的增长百分 比。 内在增长率，也称内禀增长率或瞬时增长率 (instantanceous rate)，指在无限制的环境条件下， 种群的最大增长率。 周限增长率(finite rate of increase)
第三节 种群的空间分布和扩散
二、扩散(dispersal)与迁移(Migration) 扩散是指种群当中的个体、群体或其扩散 体进入或离开种群和种群栖息地的空间位置变 动或运动状况。 扩散的三种形式：迁出(emmigration)；迁 入(immigration)；迁移。 扩散的动力：被动传播、定向运动。 扩散的原因：与密度无关的因素、与密度 有关的因素。
第四节 种群的行为生态学
集群的生态学意义： 1. 有利于提高捕食效率； 2. 可以共同防御敌害； 3. 有利于改变小生境； 4. 有利于提高学习效率； 5. 能够促进繁殖。
第四节 种群的行为生态学
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第二节 种群的进化和选择
种群动态的两个方面：数量动态与质量动态 两个方面的动态相辅相成、彼此影响、互为补
充 种群的进化和选择---种群生态学与种群遗传学
的结合 进化为种群基因库的变化或种群基因频率在不
同世代的改变 种群的进化是世世代代种群个体的适应性的积
累过程。 通过个体有差异的存活和繁殖，其基因频率在
• 基因频率在小的种群中随机增减的现象。
自然选择的作用
• 自然选择：不同基因型有差别的繁殖 （延续）
• 在下列条件下，自然选择会发生： ✓种群内存在突变和不同基因型的个体； ✓突变影响表型，影响个体的适合度； ✓不同基因型的个体适合度存在差别；
两种进化动力
❖自然选择： • 自然选择的强度（s）决定于适合度（w）的
The Gene Pool
• All of the genes in the population • Genetic resource that is shared (in
theory) by all members of population
Genetic Equilibrium
• Allele frequencies at a locus are not changing
比能够存活并把它的基因传给下一代的 能力(对下一代基因库的贡献大小)。 contribution an individual makes to the gene pool of the next generation • 选择系数（selective coefficient）s ✓某一基因型在种群中不利于生存的程度， 表示自然选择的相对强度.
• 3 types: • A. Directional定向
选择 • B. Diversifying分
裂选择 • C. Stabilizing稳定
选择
Directional Selection
• Allele frequencies shift in one direction
Number of individuals in the population
1、定向选择: 自然选择更有利于其中一端的表型,而不利于另 一端.
2、稳定化选择: 种群的所有表型按某种标准排列成一个序列,那 么当自然选择有利于序列中位的表型并淘汰序 列两端的表型.
3、分裂选择: 自然选择可同时对序列两端的表型都有利,虽然 有利的程度可能不同.
Natural selection的类型
Number of individuals in the population
Number of individuals in the population
Range of values for the trait at time 1 Range of values for the trait at time 2 Range of values for the trait at time 3
群的遗传特征.
一、基因库和基因频率
• 种群的遗传结构 • 基因频率(p, q)：种群中某一等位基因在
该位点上可能出现的基因总数中所占的 比例。 • 基因型频率(P,Q)：某种基因型的个体在 群体中所占的比率。
一、基因库和基因频率
种群遗传结构的杂合性： ➢种群内大多数基因位点上存在一系
列等位基因，同一种群内大多数个 体在多数位点上是不同等位基因的 杂合体； ➢等位基因以不同的频率存在于种群 中； ➢种群的杂合性十分普遍
不同，适合度差别越大，选择强度越大。 ❖遗传漂变： • 遗传漂变的强度决定于种群大小（N），种
群越小，遗传漂变越强（遗传漂变的强度可 用种群大小的倒数表示） ❖遗传瓶颈和建立者效应(page 93)
遗传瓶颈和建立者效应
• 遗传瓶颈
– 种群数量急剧下降导致基因频率变化和总遗传变异的下降 – 经过瓶颈后的结果
1. mutation; 2. natural selection; 3. migration; 4. population size（genetic drift）; 5. Random mating;
适合度和选择系数
• 适合度（fitness）：w=存活率x生育力Βιβλιοθήκη ✓某一基因型的个体与其他基因型个体相
• 建立者效应
– 建立者种群 – 建立者效应
在原种群中 ●基因频率
为80%
瓶颈效应 在越冬种群中●
基因频率为50%
●在越冬种群基 因频率为100%
●在3rd年种群中基因 频率就变化为100%
在2nd年种群中●基 因频率就变化为50%
● 100%
建立者效应
: =5:1
: =5:2
三、 自然选择的类型
• Population is not evolving
遗传平衡的概念
• 在一个大的、随机交配的种群内，如果 没有突变、迁移、选择等因素的影响， 种群基因和基因型的频率将世代保持不 变。
• Hardy & Weinberg 1909
• p2 + 2pq + q2 = 1
改变基因频率（进化）的因素
不同世代的改变
一、基因库和基因频率
等位基因:在同源染色体上占有相同的位点. 纯合:同源染色体上占有相同位点的等位基因以同样方
式影响某一特征,其个体是纯合的. 杂合:等位基因影响某一特征的方式不同,其个体是纯
合的
往往只有一个基因充分表达,另一个无显著影响 基因型:生物个体具有的遗传信息总和. 表型:基因型可观察到的外在表达. 基因库: 种群中存在的所有基因组和等位基因 自然选择:种群内个体生殖成功率的差异迟早会改变种
Stabilizing Selection
• Intermediate forms are favored and extremes are eliminated
遗传漂变
Genetic drift: changes in the gene pool of a small population due to chance (usually reduces genetic variability)
• Changes in gene frequencies due to chance events (sampling errors) in small populations
种群动态的两个方面：数量动态与质量动态 两个方面的动态相辅相成、彼此影响、互为补
充 种群的进化和选择---种群生态学与种群遗传学
的结合 进化为种群基因库的变化或种群基因频率在不
同世代的改变 种群的进化是世世代代种群个体的适应性的积
累过程。 通过个体有差异的存活和繁殖，其基因频率在
• 基因频率在小的种群中随机增减的现象。
自然选择的作用
• 自然选择：不同基因型有差别的繁殖 （延续）
• 在下列条件下，自然选择会发生： ✓种群内存在突变和不同基因型的个体； ✓突变影响表型，影响个体的适合度； ✓不同基因型的个体适合度存在差别；
两种进化动力
❖自然选择： • 自然选择的强度（s）决定于适合度（w）的
The Gene Pool
• All of the genes in the population • Genetic resource that is shared (in
theory) by all members of population
Genetic Equilibrium
• Allele frequencies at a locus are not changing
比能够存活并把它的基因传给下一代的 能力(对下一代基因库的贡献大小)。 contribution an individual makes to the gene pool of the next generation • 选择系数（selective coefficient）s ✓某一基因型在种群中不利于生存的程度， 表示自然选择的相对强度.
• 3 types: • A. Directional定向
选择 • B. Diversifying分
裂选择 • C. Stabilizing稳定
选择
Directional Selection
• Allele frequencies shift in one direction
Number of individuals in the population
1、定向选择: 自然选择更有利于其中一端的表型,而不利于另 一端.
2、稳定化选择: 种群的所有表型按某种标准排列成一个序列,那 么当自然选择有利于序列中位的表型并淘汰序 列两端的表型.
3、分裂选择: 自然选择可同时对序列两端的表型都有利,虽然 有利的程度可能不同.
Natural selection的类型
Number of individuals in the population
Number of individuals in the population
Range of values for the trait at time 1 Range of values for the trait at time 2 Range of values for the trait at time 3
群的遗传特征.
一、基因库和基因频率
• 种群的遗传结构 • 基因频率(p, q)：种群中某一等位基因在
该位点上可能出现的基因总数中所占的 比例。 • 基因型频率(P,Q)：某种基因型的个体在 群体中所占的比率。
一、基因库和基因频率
种群遗传结构的杂合性： ➢种群内大多数基因位点上存在一系
列等位基因，同一种群内大多数个 体在多数位点上是不同等位基因的 杂合体； ➢等位基因以不同的频率存在于种群 中； ➢种群的杂合性十分普遍
不同，适合度差别越大，选择强度越大。 ❖遗传漂变： • 遗传漂变的强度决定于种群大小（N），种
群越小，遗传漂变越强（遗传漂变的强度可 用种群大小的倒数表示） ❖遗传瓶颈和建立者效应(page 93)
遗传瓶颈和建立者效应
• 遗传瓶颈
– 种群数量急剧下降导致基因频率变化和总遗传变异的下降 – 经过瓶颈后的结果
1. mutation; 2. natural selection; 3. migration; 4. population size（genetic drift）; 5. Random mating;
适合度和选择系数
• 适合度（fitness）：w=存活率x生育力Βιβλιοθήκη ✓某一基因型的个体与其他基因型个体相
• 建立者效应
– 建立者种群 – 建立者效应
在原种群中 ●基因频率
为80%
瓶颈效应 在越冬种群中●
基因频率为50%
●在越冬种群基 因频率为100%
●在3rd年种群中基因 频率就变化为100%
在2nd年种群中●基 因频率就变化为50%
● 100%
建立者效应
: =5:1
: =5:2
三、 自然选择的类型
• Population is not evolving
遗传平衡的概念
• 在一个大的、随机交配的种群内，如果 没有突变、迁移、选择等因素的影响， 种群基因和基因型的频率将世代保持不 变。
• Hardy & Weinberg 1909
• p2 + 2pq + q2 = 1
改变基因频率（进化）的因素
不同世代的改变
一、基因库和基因频率
等位基因:在同源染色体上占有相同的位点. 纯合:同源染色体上占有相同位点的等位基因以同样方
式影响某一特征,其个体是纯合的. 杂合:等位基因影响某一特征的方式不同,其个体是纯
合的
往往只有一个基因充分表达,另一个无显著影响 基因型:生物个体具有的遗传信息总和. 表型:基因型可观察到的外在表达. 基因库: 种群中存在的所有基因组和等位基因 自然选择:种群内个体生殖成功率的差异迟早会改变种
Stabilizing Selection
• Intermediate forms are favored and extremes are eliminated
遗传漂变
Genetic drift: changes in the gene pool of a small population due to chance (usually reduces genetic variability)
• Changes in gene frequencies due to chance events (sampling errors) in small populations