第三章 植物种群及其基本特征
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第三章种群及其基本特征种群生态学(population ecology)是研究生物种群与环境之间相互关系的科学。
种群不仅是构成物种的基本单位,而且也是构成群落的基本单位。
种群是人类利用与保护或控制生物物种的对象。
因此种群生态学与生态环境建设和物种保护有着密切的关系,涉及珍贵、稀有及濒危物种的保护和开发,有害生物的控制。
3.1种群的基本概念在自然界,生物很少以孤立的个体形式长期存在,它或多或少,直接或间接地依赖别的生物而存在。
生物也只有形成一个群体才能繁衍后代。
因此个体必须依赖群体而存在,群体则是个体发展的必然结果。
种群(population)是同一物种占有一定空间和一定时间的个体集合群。
种群这个术语在生物学科中广泛应用,除生态学外,在进化论、遗传学和生物地理学中也经常使用。
种群虽是由许多个体集合而成,但并不是个体的简单组合。
种群具有自己独特的性质、结构,特别是具有自动调节的能力,以适应空间和时间上的变化。
因此,种群既反映了构成它的个体的特性,也反映了它构成群落的特性。
种群的研究既有助于个体研究的深化,又是群落及生态系统研究的基础。
种群是物种(species)具体的存在单位、繁殖单位和进化单位。
一个物种通常可以包括许多种群,不同种群之间存在着明显的地理隔离,长期隔离的结果有可能发展为不同的生态种(ecospecies),甚至产生新的物种。
如油松从河南、山东向北分布到辽宁,内蒙,其分布比较广阔,显然不能说它们是一个种群,可能因地理隔离、人为作用、生境分化等影响,在种内形成不同的类群。
它们之间在形态上、生理上或生态习性上分别表现出显著的差异。
并随着生态环境的长期特化逐渐显现出变异现象。
所以,物种的进化是通过种群表现出来,种群亦是物种进化的单位。
事实上,种群的空间界限和时间界限并不是十分明确的,除非种群栖息地具有清楚的边界,如岛屿、湖泊等。
因此,种群的空间界限常常由研究者根据调查的目的予以划定。
如种群可以抽象地泛指森林中的全部油松林,也可以具体指森林中一小块油松林,生长在不同地段内的同种各个集合体,可以理解为一个种群,也可以理解为彼此独立的种群。
种群特质和中间关系概述自然界的生物,极少以孤立的个体形式长期存在,而是以种群的形式生存。
对植物而言,所谓种群(population),就是在一定空间中同种个体的集合,即同一种群内的个体之间能够自由授粉、繁殖。
譬如,某山地的茶树种群,某水域的莲花种群、某农田的玉米种群,等等。
一、种群的基本特征种群,并不是个体的简单总和,而是客观的生物学的基本单位,是一个具有自身独立的特征、结构与机能的整体。
通常,自然种群具有三个基本特征:一是空间特征——即种群具有一定的分布区域;二是数量特征——即种群在单位面积或体积中的个体数量;三是遗传特征——就是种群具有一定的基因组成,遗传的多样性增强了种群对环境条件的适应力。
研究种群的空间分布与数量变化,是种群生态学(population ecology)的主要任务。
(一)种群的分布格局植物种群的空间分布,主要表现在如下三个方面:1.随机分布(random distribution)是指种群中的每一个体在种群领域中各处出现的几率是均等的,而且每一个体的存在并不影响其它个体的分布。
事实上,随机分布并不多见。
只有环境因子对多种植物的作用无太大差别时,或者某一主导因子成随机分布时,才会引起种群的随机分布;或者在生态条件比较一致的环境中,才会出现随机分布,如生长在潮汐带的植物。
此外,用种子繁殖的植物,初次入侵某一地区时,常呈随机分布。
2.均匀分布(regular distribution)或称规则分布。
系指种群内每一个体近乎等距离分布。
当植物占有的空间超过所需的空间时,则在分布过程中所受的障碍也就很小,从而导致均匀分布。
在自然情况下,这种类型的分布极少出现。
但是,由于以下原因,常会引起植物的均匀分布:一是病虫害、种间竞争时、优势种成均匀分时,其伴生种则呈均匀分布;二是地形、坡向、土壤水分状况的均匀分布时,也使植物种群呈均匀分布;三是人工干预的种群,如人工林、栽培作物,多为均匀分布。
(4)植物具有高度的可塑性和生态耐受性:可塑性如在不同的环境条件下,植物可通过对不同器官的投入不同,以适应着生的环境;又如同种植物即使年龄、遗传相同,个体大小、花大小、种子产量等都有差异。
生态耐受性如前面提到的耐旱植物、耐火植物(5)植物的生殖方式复杂多样植物的性别表现方式性别表现性别类型说明一株上具有雌雄同花的花朵一株上既有雄花也雌雄同花雌雄同株有雌花雄株全株只有雄花植物单株的性别表现雌株全株只有雌花雄花两性花同株一株上既有雄花也有两性花雌花两性花同株一株上既有雌花也有两性花雌雄花两性花同株一株上上具有雄花、雌花和两性花两性花或雌雄同花种群中只有两性花植株雌雄同株种群中只有雌雄同株的植株单型雄花两性花同株种群中只有雄花两性花同株的植株植物种群的性别表xm 雌花两性花同株种群中只有雌花两性花同株的植株杂性同株种群中只有雌花雌花两性花同株的植株现雌雄异株种群中既有雌株也有雄株多型雄花两性花异株种群中有雄株和两性花植株雌花两性花异株种群中有雌株和两性花植株雄雌花两性花异株种群中有雌株、雄株和两性花植株三、种群的统计特征(一)种群和大小(population size)和密度(Density)1种群大小:一个种群所包含个体数目的多少,称为种群大小2种群密度:即单位面积上的个体数,有粗密度(crude density)、生态密度(ecological density )和饱和密度之分。
粗密度即通常说的单位面积(或空间)上的个体数;生态密度指种群实际占据的面积(或空间)的个体数(举例说明);饱和密度(环境所能允许的种群最大密度)之分。
(二)种群的年龄结构和性比1年龄结构:(1)年龄结构:种群内不同年龄的个体的分布和配置情况。
种群的年龄结构不仅反映了种群动态及其发展趋势,并在一定程度上反映了种群与环境间的相互尖系,以及它们在群落中的作用和地位。
一般用年龄金字塔的形式来表示种群的年龄结构:如果用繁殖前期、繁殖期和繁殖后期来表示(图示)<b>增长型种群:即金字塔的年龄结构,年幼个体较多、年老的个体极少;出生率高,死亡率低。