农业生态系统的种群与群落-PPT.ppt

1 第五章第五章农业生态系统的种群与群落农业生态系统的种群与群落 由生物构成的种群和群落是生态系统能由生物构成的种群和群落是生态系统能量流动和物质循环的核心。量流动和物质循环的核心。对对于于一一个个生生态态系系统统，研研究究常常可可分分为为个个体体水水平平、种种群群水水平平、群群落落水水平平和和系系统统水水平平，分分别别称称为为个个体体生生态态学学、种种群群生生态态学学、群群落落生生态学和生态系统生态学。态学和生态系统生态学。2第五章第五章 农业生态系统的种群与群落农业生态系统的种群与群落2 51 51 生物与环境的关系生物与环境的关系2 5 52 2 种群生态学种群生态学2 5 53 3 群落生态学群落生态学351 51 生物与环境的关系生物与环境的关系h一、生态系统中的环境一、生态系统中的环境h二、环境对生物的制约二、环境对生物的制约h三、生物对环境的适应三、生物对环境的适应45-1-1 5-1-1 生态系统中的环境生态系统中的环境一、一、自然环境自然环境自然环境：是生态系统中作用于生物的外界自然环境：是生态系统中作用于生物的外界条件的总和。条件的总和。生态因子：自然环境中对生物发生影响的环生态因子：自然环境中对生物发生影响的环境因子。境因子。如：太阳辐射、温度、湿度等。如：太阳辐射、温度、湿度等。太太阳阳辐辐射射以以及及地地球球表表面面的的大大气气圈圈、水圈、土壤圈综合影响着这些生态因子。水圈、土壤圈综合影响着这些生态因子。55-1-1 5-1-1 生态系统中的环境生态系统中的环境一、一、自然环境自然环境太阳辐射太阳辐射大气圈大气圈土壤圈土壤圈水圈水圈生物圈生物圈65-1-1 5-1-1 生态系统中的环境生态系统中的环境二、人工二、人工环境环境人工影响的环境人工影响的环境如：人工经营的森林、草地、防风如：人工经营的森林、草地、防风林等。林等。人工建造的环境人工建造的环境如：大棚、畜舍等。如：大棚、畜舍等。75-1-2 5-1-2 环境对生物的制约环境对生物的制约环环境境中中对对生生物物生生命命活活动动产产生生影影响响的的生生态态因因子子，不不是是孤孤立立作作用用的的，而而是是相相互互联联系系、相相互互影影响响形形成成统统一一的的整体，共同作用于生物。整体，共同作用于生物。各各种种生生态态因因子子对对生生物物的的影影响响是是同同等等重重要要，缺缺一一不不可可、但但各各种种生生态态因因子子对对所所起起的的作作用用有有大大小小之之分分，即即：生生态因子可分为主导因子和辅助因子。态因子可分为主导因子和辅助因子。8大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点95-1-2 5-1-2 环境对生物的制约环境对生物的制约一、最小因子定律一、最小因子定律 德国化学家李比西（德国化学家李比西（Justus Liebig）于）于1840年提出。年提出。内容：内容：在在稳稳定定条条件件下下，当当某某种种基基本本物物质质的的可可利利用用量量接接近近所所需需临临界界量量时时，这这种种物物质质将将成成为为一一个个限限制制因因素素，限限制制其其他他处处于于良良好好状状态态的的因因子子发发挥挥效效应应，进进而而限限制制作作物的生长。物的生长。也是我们常说的也是我们常说的 木桶定律。105-1-2 5-1-2 环境对生物的制约环境对生物的制约一、最小因子定律一、最小因子定律应用前提：应用前提：1 必须是在稳定条件下才能运用。必须是在稳定条件下才能运用。2 应考虑生态因子之间的补偿作用。应考虑生态因子之间的补偿作用。如：软体动物在钙缺乏时，用锶作补偿。如：软体动物在钙缺乏时，用锶作补偿。光、温的相互补偿。光、温的相互补偿。115-1-2 5-1-2 环境对生物的制约环境对生物的制约二、耐性定律二、耐性定律 美国生态学家谢尔福德（美国生态学家谢尔福德（V.E.Shelford）1913年提出。年提出。内容：内容：生生物物对对不不同同生生态态因因子子的的适适应应存存在在着着一一个个生生态态学学的的上上限限和和下下限限，生生物物只只有有在在其其范范围围内内才才能能正正常常生生长长发发育育，任任何因子过剩或不足都会影响生长发育和生存。何因子过剩或不足都会影响生长发育和生存。这这之之间间的的范范围围就就是是该该种种生生物物对对某某一一生生态态因因子子的的耐耐性性限度。限度。125-1-2 5-1-2 环境对生物的制约环境对生物的制约二、耐性定律二、耐性定律 奥德姆（奥德姆（E.P.Odum）对其作如下补充：）对其作如下补充：*同同一一生生物物对对不不同同生生态态因因子子的的耐耐性性范范围围不不同同，对对一一个个因因子子的的耐耐性范围很广，而对另一因子的耐性范围可能很窄。性范围很广，而对另一因子的耐性范围可能很窄。*不不同同生生物物对对同同一一生生态态因因子子的的耐耐性性范范围围不不同同。对对主主要要生生态态因因子子耐性范围大的物种其分布也广。耐性范围大的物种其分布也广。*同一生物在不同发育阶段对生态因子的耐性范围不同。同一生物在不同发育阶段对生态因子的耐性范围不同。*由由于于生生态态因因子子的的相相互互作作用用，当当某某个个生生态态因因子子不不处处于于适适宜宜状状态态时，则生物对其他生态因子的耐性范围会缩小。时，则生物对其他生态因子的耐性范围会缩小。*同同一一生生物物种种的的不不同同品品种种长长期期生生活活在在不不同同生生态态环环境境会会发发生生生生态态型型的的分分化化，以以适适应应不不同同环环境境，因因而而对对多多个个生生态态因因子子的的耐耐性性范范围会有差异。围会有差异。135-1-3 5-1-3 生物对环境的适应生物对环境的适应一、一、生活型和生态型生活型和生态型生活型（生活型（life form）不同种的趋同适应：）不同种的趋同适应：P25*定义定义：生物对于综合环境条件的适应而在外貌形态上反：生物对于综合环境条件的适应而在外貌形态上反映的类型。映的类型。*生活型是种以上的分类单位。生活型是种以上的分类单位。不论植物在分类系统上的地位如何，只要它们对环境不论植物在分类系统上的地位如何，只要它们对环境的适应方式和途径相同，都列为同一生活型。的适应方式和途径相同，都列为同一生活型。如松树和杉树都属于乔木这一生活型。如松树和杉树都属于乔木这一生活型。*一定的生活型是植物长期对环境条件适应的结果。因而生活一定的生活型是植物长期对环境条件适应的结果。因而生活型反映了生物对环境条件的适应。型反映了生物对环境条件的适应。1415 5-1-3 5-1-3 生物对环境的适应生物对环境的适应生活型（生活型（life form）不同种的趋同适应）不同种的趋同适应P25*一定的生活型是植物长期对环境条件适应的结果。因而一定的生活型是植物长期对环境条件适应的结果。因而生活型反映了生物对生活条件的适应。生活型反映了生物对生活条件的适应。如如：非洲荒漠中的大戟科植物非洲荒漠中的大戟科植物美洲荒漠的仙人掌科植物美洲荒漠的仙人掌科植物 虽虽在在分分类类上上的的地地位位不不同同，但但以以肉肉质质化化来来适适 应应它它们们各自的所在的荒漠生各自的所在的荒漠生 境却是一致，因而属于同一生活型。境却是一致，因而属于同一生活型。16 5-1-3 5-1-3 生物对环境的适应生物对环境的适应生态型生态型ecotype 种内适应性的分化种内适应性的分化P27*定义：同一物种内适应性有差异的种群。是定义：同一物种内适应性有差异的种群。是 一个一个种对某一特定生境发生基因型反应种对某一特定生境发生基因型反应的产物。的产物。如如黄种人，白种人，黑种人黄种人，白种人，黑种人*生活型是种以下的分类单位。生活型是种以下的分类单位。*分布越广的物种生态型越多。分布越广的物种生态型越多。17 5-1-3 5-1-3 生物对环境的适应生物对环境的适应生态型生态型ecotype 种内适应性的分化种内适应性的分化P27*根据形成生态型的主导因子类型，可把植物生态型分为：根据形成生态型的主导因子类型，可把植物生态型分为：气候生态型：如粳稻和籼稻；早稻和晚稻气候生态型：如粳稻和籼稻；早稻和晚稻地壤生态型：如水稻和陆稻；耐肥品种与耐瘠品种地壤生态型：如水稻和陆稻；耐肥品种与耐瘠品种生生物生态型：如抗病、虫品种和一般品种物生态型：如抗病、虫品种和一般品种185-1-3 5-1-3 生物对环境的适应生物对环境的适应二、生境与生态位二、生境与生态位（一）（一）生境生境生境：即有机体居住的地方，是具体的特定地段上对生境：即有机体居住的地方，是具体的特定地段上对生物起作用的环境因子的总和。生物起作用的环境因子的总和。不同物种其生境不同。一定的生境总是与不同物种其生境不同。一定的生境总是与一定生活习性的生物有着固定联系。一定生活习性的生物有着固定联系。如：蚯蚓在有机质丰富的泥土中生存。如：蚯蚓在有机质丰富的泥土中生存。仙人掌在沙漠中生存。仙人掌在沙漠中生存。195-1-3-2 5-1-3-2 生境与生态位生境与生态位（二）（二）生态位生态位（小生境或生态龛）：（小生境或生态龛）：*定义：生物完成其正常生活周期所表现的对特定生态因子的定义：生物完成其正常生活周期所表现的对特定生态因子的综合适应位置。综合适应位置。或定义为：生物钟在生物群落中的位置和作用。或定义为：生物钟在生物群落中的位置和作用。*其含义有两个方面：其含义有两个方面：时空生态位：即某种生物存在生活的时间和占据的空间。时空生态位：即某种生物存在生活的时间和占据的空间。营养生态位：即模拟中生物种在物质循环和能量流动中所营养生态位：即模拟中生物种在物质循环和能量流动中所处的位置。处的位置。*生态位包括生态位包括基础生态位：生态系统能够为某种生物提供的最大空间。基础生态位：生态系统能够为某种生物提供的最大空间。实际生态位：由于竞争的存在，物种实际占据的生态位。实际生态位：由于竞争的存在，物种实际占据的生态位。实际生态位总小于基础生态位，而且参与竞争物种越实际生态位总小于基础生态位，而且参与竞争物种越多，该物种占据的实际生态位就越小。多，该物种占据的实际生态位就越小。205-1-3-2 5-1-3-2 生境与生态位生境与生态位*生态位理论表明：生态位理论表明：同一生境中，不存在两个生态位完全相同的物种。同一生境中，不存在两个生态位完全相同的物种。同一生境中，不同或相似的物种必然进行某种时间、空间、同一生境中，不同或相似的物种必然进行某种时间、空间、营养或年龄等生态位的分化分离。营养或年龄等生态位的分化分离。同一生境中，生态位差异大的物种竞争才较为缓和，因而由同一生境中，生态位差异大的物种竞争才较为缓和，因而由多个物种组成的群落更有利于有效利用资源，维持较高的生多个物种组成的群落更有利于有效利用资源，维持较高的生产力，并且有更高的稳定性。产力，并且有更高的稳定性。215-2 5-2 种群生态种群生态种群种群：一定时间内占据某一特定空间的同种有机体的集合群。一定时间内占据某一特定空间的同种有机体的集合群。*自然界中的生物没有一种是以个体存在的，个体必须依赖群体，自然界中的生物没有一种是以个体存在的，个体必须依赖群体，因而种群是生物存在的基本单位。因而种群是生物存在的基本单位。*种群不是某个种多个个体的简单组合，形成种群的个体间存在相种群不是某个种多个个体的简单组合，形成种群的个体间存在相互作用，使得种群具备个体所没有的群体特征。互作用，使得种群具备个体所没有的群体特征。*种群具有其独特的性质、结构和功能，它是一个具有自我组织自种群具有其独特的性质、结构和功能，它是一个具有自我组织自我调节能力的整体。我调节能力的整体。*在具体研究中，一个种群在时间和空间上的界限可随研究人员的在具体研究中，一个种群在时间和空间上的界限可随研究人员的需要而定。如一个种群可以包括全世界的狼；也可以很小，仅指需要而定。如一个种群可以包括全世界的狼；也可以很小，仅指一滴海水中某一微生物的种群一滴海水中某一微生物的种群。225-2 5-2 种群生态种群生态一、一、种群的基本特征（基本属性和计量特征）种群的基本特征（基本属性和计量特征）二、二、种群的增长种群的增长三、种群波动三、种群波动四、生物种间关系四、生物种间关系235-2-1 种群的基本特征一、种群大小和密度（一、种群大小和密度（size ；density）种群大小：某种生物在一定空间中个体数。种群大小：某种生物在一定空间中个体数。如如：一个鱼塘中的鲤鱼种群数为：一个鱼塘中的鲤鱼种群数为150尾。尾。害虫综合防治的根本任务是注意害虫种群数量大小害虫综合防治的根本任务是注意害虫种群数量大小的变化，将其控制在引起经济损失的程度以下。的变化，将其控制在引起经济损失的程度以下。*种群数量的调查方法种群数量的调查方法 总数调查总数调查 取样调查：（取样调查：（1）取样方法）取样方法农田用农田用10 m2 森林用森林用100m2 水体浮游生物水体浮游生物250ml （2 2）标志重捕法：）标志重捕法：林可指数法林可指数法海奈图解法海奈图解法连续重捕法连续重捕法 245-2-1 种群的基本特征一、种群大小和密度（一、种群大小和密度（size ；density）种群密度：单位面积或容积内某种生物的个体数或种群密度：单位面积或容积内某种生物的个体数或生物量。如：每公顷水稻生物量。如：每公顷水稻的株数。的株数。*种群密度的大小标志着一个种在生物群落中所占的地位和种群密度的大小标志着一个种在生物群落中所占的地位和重要程度，密度大，说明其作用大。重要程度，密度大，说明其作用大。*种群密度受生物钟的出生率、死亡率，迁入迁出的生物个种群密度受生物钟的出生率、死亡率，迁入迁出的生物个体数目的影响体数目的影响*种群密度大小是种群在一定环境条件下，种内种间相互作种群密度大小是种群在一定环境条件下，种内种间相互作用的结果用的结果255-2-1 种群的基本特征一、种群大小和密度（一、种群大小和密度（size ；density）种群密度的表示方法：种群密度的表示方法：单位面积或空间内的个体数、生物单位面积或空间内的个体数、生物量量 植被的研究，常用以下相对指标：植被的研究，常用以下相对指标：*频率频率 某种植物在总样区中出现的次数。某种植物在总样区中出现的次数。*丰度丰度 一个样本中某种植物个体数占个体数的比率。一个样本中某种植物个体数占个体数的比率。*盖度盖度 以冠层投影大小计算的覆盖面积占总面积的比率。以冠层投影大小计算的覆盖面积占总面积的比率。如：森林覆盖率达如：森林覆盖率达3050，则生态系统较稳定。，则生态系统较稳定。265-2-1 种群的基本特征二、二、种群的年龄结构（种群的年龄结构（age distribution）和性别（）和性别（sex ratio）除一年生植物外，种群的不同个体，一般具有不同的年除一年生植物外，种群的不同个体，一般具有不同的年龄。且个体之间也有雌、雄的区别。龄。且个体之间也有雌、雄的区别。种群的年龄结构：种群内各年龄组之间的种群的年龄结构：种群内各年龄组之间的 数量比例。用龄级比和年数量比例。用龄级比和年龄锥体表示。龄锥体表示。*龄级比：各年龄组个体数占种群数总数的比例称之龄级比。龄级比：各年龄组个体数占种群数总数的比例称之龄级比。绘制年龄锥体的步骤：绘制年龄锥体的步骤：*按一定年龄分组，统计各年龄组的个体数占总个体数的比例；按一定年龄分组，统计各年龄组的个体数占总个体数的比例；*用矩形的长度表示比例大小；用矩形的长度表示比例大小；*把龄级比按年龄从小到大叠起，就形成年龄锥体。把龄级比按年龄从小到大叠起，就形成年龄锥体。275-2-1 种群的基本特征种群的年龄结构有三种：种群的年龄结构有三种：a b c增长型（图增长型（图a）：含大量新生个体，种群数量呈上升趋势）：含大量新生个体，种群数量呈上升趋势稳定型（图稳定型（图b）：各年龄组上个体比例适中，分布均匀，）：各年龄组上个体比例适中，分布均匀，种群大小趋于平种群大小趋于平衡。衡。衰退型（图衰退型（图c）：含老年个体数较大，幼年个体很少，种）：含老年个体数较大，幼年个体很少，种 群数量趋于减少。群数量趋于减少。285-2-1 种群的基本特征三、三、出生率和死亡率（出生率和死亡率（Natality and Mortality）出生率：种群产生新个体的能力。出生率：种群产生新个体的能力。*最大出生力（潜在出生力）：不受任何生态因子限制，种最大出生力（潜在出生力）：不受任何生态因子限制，种群处于理想状态时产生新个体群处于理想状态时产生新个体的最大能力。的最大能力。特点：为一常数，反映了该生物的特性。特点：为一常数，反映了该生物的特性。*实际出生力（生态出生力）：种群在一定的环境条件下，实际出生力（生态出生力）：种群在一定的环境条件下，产生新个体的能力。产生新个体的能力。特点：为一变数，反映了环境对该种群的影响。特点：为一变数，反映了环境对该种群的影响。各种生物的出生力是由生物的生理特性所决定的，各种生物的出生力是由生物的生理特性所决定的，也是生物适应环境的策略。如：老鼠的出生力大于大象的出生也是生物适应环境的策略。如：老鼠的出生力大于大象的出生力。力。295-2-1 种群的基本特征三、三、出生率和死亡率（出生率和死亡率（Natality and Mortality）死亡率：单位时间内种群死亡的个体数。死亡率：单位时间内种群死亡的个体数。*最低死亡率：种群处于理想状态时的死亡率。最低死亡率：种群处于理想状态时的死亡率。*实际死亡率：种群在一定的环境条件下的死亡率。又称生实际死亡率：种群在一定的环境条件下的死亡率。又称生 态死亡率，不仅受环境条件态死亡率，不仅受环境条件的影响，而且受的影响，而且受种群大小和年龄组成的影响。种群大小和年龄组成的影响。305-2-1 种群的基本特征四、内禀增长率四、内禀增长率（Intrinsic growth rate）*定义：在没有任何环境因素（包括食物、领地和其它生物）定义：在没有任何环境因素（包括食物、领地和其它生物）限制的条件下，由种群内在因素决定的稳定的最大增殖速限制的条件下，由种群内在因素决定的稳定的最大增殖速率。又称生物潜能或生殖潜能。率。又称生物潜能或生殖潜能。此时，种群具有最大出生率和最小死亡率此时，种群具有最大出生率和最小死亡率。0r0，则种群数量指数上升。（图示），则种群数量指数上升。（图示）*r=0r=0，种群数量相对稳定。，种群数量相对稳定。*r0r0，种群数量指数下降。，种群数量指数下降。自然种群指数增长只是短期的，当空间资源较为充分时表自然种群指数增长只是短期的，当空间资源较为充分时表现出来，如：细菌、浮游生物等在生长前期往往表现为指现出来，如：细菌、浮游生物等在生长前期往往表现为指数增长。数增长。34种群的增长的J曲线355-2-2 种群的增长逻辑斯谛增长（逻辑斯谛增长（S 型增长）型增长）*在自然条件下，环境、资源条件总是有限的，种群不可能按指数增在自然条件下，环境、资源条件总是有限的，种群不可能按指数增长方式增长下去，指数增长只是短期的，当种群数量达到一定量时，长方式增长下去，指数增长只是短期的，当种群数量达到一定量时，种群对有限空间资源和其他生活必需条件的种内竞争加剧，增长速种群对有限空间资源和其他生活必需条件的种内竞争加剧，增长速度开始下降，种群数量越多，竞争越剧烈，增长速度也越小，直到度开始下降，种群数量越多，竞争越剧烈，增长速度也越小，直到种群数量达到环境容纳量（种群数量达到环境容纳量（K K）并维持下去。增长呈）并维持下去。增长呈S S型。型。*S S型增长的型增长的logistic logistic 模型如下：模型如下：N：种群数量：种群数量K：环境容纳量：环境容纳量r：种群增长率：种群增长率36种群的增长的S曲线37绵羊数量的S型增长38草履虫数量的S型增长395-2-2 种群的增长逻辑斯谛增长（逻辑斯谛增长（S 型增长）型增长）与指数增长相比，新增的因子与指数增长相比，新增的因子(k-N)/k(k-N)/k 表明：表明：当当 N N 由由 0 0k k 时，时，(k-N)/k(k-N)/k 则由则由 1 10 0，即随着种群数量，即随着种群数量N N的增大，的增大，种群指数增长的实现程度就逐渐变小，直到种群指数增长的实现程度就逐渐变小，直到N=kN=k时，增长为时，增长为0 0。即：即：N K N 1 (k-N)/k 1 种群增长种群增长 N K N K，(k-N)/k 1 (k-N)/k 1 种群减少种群减少 N=K N=K，(k-N)/k=1 (k-N)/k=1 种群处于平衡状态种群处于平衡状态405-2-2 5-2-2 种群的增长种群的增长种群的数量增长的指数曲线种群的数量增长的指数曲线和逻辑斯谛曲线：（如图）和逻辑斯谛曲线：（如图）多数生物的增殖，包括水稻多数生物的增殖，包括水稻和小麦分蘖的增长都接近和小麦分蘖的增长都接近S S型型增长模式。增长模式。J型和型和S S型增长是种群增型增长是种群增长的两个典型情况，在自然长的两个典型情况，在自然界中，种群的增长实际上还界中，种群的增长实际上还有许多的变形，情况比较复有许多的变形，情况比较复杂：（如图）杂：（如图）415-2-2 5-2-2 种群的增长种群的增长 J型增长使种群内禀增型增长使种群内禀增长能力充分表现。长能力充分表现。S S型增长，说明随密度型增长，说明随密度上升，同种个体间的拥挤上升，同种个体间的拥挤效应增大及环境限制使内效应增大及环境限制使内禀增长能力受到限制。禀增长能力受到限制。425-2-3 5-2-3 种群波动种群波动 三、种群波动三、种群波动 无论是无论是J型增长，还是型增长，还是S型增长，当种群数量达到型增长，当种群数量达到K值后，其密度值后，其密度并非保持不变，而是围绕这个并非保持不变，而是围绕这个K水平上下波动。水平上下波动。（一）种群波动：指种群的数量随时间的变化而上下摆动的情况。（一）种群波动：指种群的数量随时间的变化而上下摆动的情况。种群的波动由于环境条件变化情况不同，具有不同的波动规律。种群的波动由于环境条件变化情况不同，具有不同的波动规律。1、种群波动可分为：、种群波动可分为：*非周期性波动：非周期性波动：非周期性的突然的环境变化所引起的波动。如干旱、冻害等。非周期性的突然的环境变化所引起的波动。如干旱、冻害等。常带来生物数量的剧烈变化。常带来生物数量的剧烈变化。*周期性波动：由于环境的周期性变化而引起。周期性波动：由于环境的周期性变化而引起。可分为可分为季节性波动季节性波动和和年波动年波动。435-2-3 5-2-3 种群波动种群波动*周期性波动周期性波动季季节节性性波波动动：主主要要是是由由于于环环境境的的季季节节性性变变化化和和生生物物适适应应性性变变化化而引起的。一年生植物，多数昆虫的数量波动属此类。而引起的。一年生植物，多数昆虫的数量波动属此类。如如：北温带湖泊中的浮游生物种群数量就是随着水体在一年中光、温：北温带湖泊中的浮游生物种群数量就是随着水体在一年中光、温 和营养物质等的变化而波动的。和营养物质等的变化而波动的。春春季季：表表层层水水温温升升高高，光光照照增增强强，营营养养元元素素丰丰富富，浮浮游游生生物物开开始始迅迅 速速繁繁殖殖达达全全年年最最高高峰峰。大大量量浮浮游游生生物物的的生生长长使使营营养养物质减少，物质减少，浮游生物数量在晚春下降。浮游生物数量在晚春下降。夏季：光照和水温适合其它水生生物繁殖，浮游生物量继续下降。夏季：光照和水温适合其它水生生物繁殖，浮游生物量继续下降。秋季：辐射减弱，温度下降，下层水上涌，补充上层的营养物质，秋季：辐射减弱，温度下降，下层水上涌，补充上层的营养物质，适宜浮游生物生长，出现第二个生长高峰。适宜浮游生物生长，出现第二个生长高峰。冬季：营养物质虽多，但温度太低，硅藻生物量降至最低点。冬季：营养物质虽多，但温度太低，硅藻生物量降至最低点。445-2-3 5-2-3 种群波动种群波动*年波动：主要受种群自身和其他生物因子的数量的变化所年波动：主要受种群自身和其他生物因子的数量的变化所控制。控制。如：猞猁和美洲兔的丰度变化就是典型的年波动。如：猞猁和美洲兔的丰度变化就是典型的年波动。猞猁每隔猞猁每隔910年出现一个高峰，高峰过后数量迅速下年出现一个高峰，高峰过后数量迅速下降，几年中变的十分罕见；美洲兔也有同样周期，但其种群数降，几年中变的十分罕见；美洲兔也有同样周期，但其种群数量的高峰总在猞猁高峰的前一年或更早一些。因为猞猁以美洲量的高峰总在猞猁高峰的前一年或更早一些。因为猞猁以美洲兔为食。捕食种群与猎物种群数量的周期性变化显然是相关的：兔为食。捕食种群与猎物种群数量的周期性变化显然是相关的：（如图）（如图）459090年间捕食者（猞猁）年间捕食者（猞猁）与猎物（美洲兔）的数量周期与猎物（美洲兔）的数量周期465-2-3 5-2-3 种群波动种群波动2、种群波动的原因、种群波动的原因*非密度制约因素：如温度、降水、食物等与种群自非密度制约因素：如温度、降水、食物等与种群自身身 密度无关。密度无关。*密度制约因素：由于种群内部密度的变化影响种群密度制约因素：由于种群内部密度的变化影响种群数数量的波动。量的波动。种内竞争食物和领地。（植物对光、土壤水分，动种内竞争食物和领地。（植物对光、土壤水分，动物对饲料）物对饲料）捕食者与猎物之间的反馈控制作用。捕食者与猎物之间的反馈控制作用。475-2-3 5-2-3 种群波动种群波动（二）（二）种群调节种群调节生物种群的数量偏离平衡水平上升或下降时，有一种使种群生物种群的数量偏离平衡水平上升或下降时，有一种使种群数量返回平衡水平的作用，称种群调节。数量返回平衡水平的作用，称种群调节。种群波动调节的机制是种内密度、种间牵制及环境因子共同种群波动调节的机制是种内密度、种间牵制及环境因子共同作用的结果。作用的结果。*种内密度制约：种内密度制约：种种群群密密度度超超过过K值值时时，对对任任何何生生物物种种群群自自身身都都是是不不利利的的。种种内内个个体体间间为为争争夺夺食食物物和和领领地地的的竞竞争争是是种种群群数数量量保保持持在在K值值附附近近。如如植物对光、水、肥的竞争。植物对光、水、肥的竞争。种群中的优势者可抑制非优势者，使其不产卵、不受精、不能种群中的优势者可抑制非优势者，使其不产卵、不受精、不能生育。如蜜蜂中只有蜂王才能交配繁殖。又如水稻、麦的分蘖消生育。如蜜蜂中只有蜂王才能交配繁殖。又如水稻、麦的分蘖消长规律。长规律。485-2-3 5-2-3 种群波动种群波动*种间牵制：种间牵制：生生物物之之间间由由于于食食物物的的关关系系联联系系起起来来，使使得得某某一一种种群群数数量必然受到别的生物种群数量的牵制影响。量必然受到别的生物种群数量的牵制影响。如：草如：草兔子兔子食兔动物之间的数量关系。食兔动物之间的数量关系。*环境因子对种群数量的影响：环境因子对种群数量的影响：气气候候因因子子、资资源源状状况况和和化化学学物物质质等等环环境境条条件件常常会会对对种种群群的数量起调控作用。的数量起调控作用。实际种群波动的调节也可看作是种群内在的增长潜势及环境（生物环境和自然环境）对种群增长的限制这两个反作用力之间的平衡。495-2-3 5-2-3 种群波动种群波动（三）（三）生物种群的进化和适应生物种群的进化和适应*生物种群的进化和适应是一个择优汰劣的过程：生物种群的进化和适应是一个择优汰劣的过程：生生物物种种群群既既表表现现出出短短时时间间的的数数量量变变动动，又又表表现现为为长长时时间间的的种种群群进进化化。从从进进化化的的历历史史看看，种种群群中中只只有有那那些些较较好好地地适适应应环环境境变变化化的的个个体体，才才能能生生存存下下来来产产生生后后代代，它它们们的的遗遗传传特特性性因因而而也也可可保保留留下下来来；而而那那些些不不能能适适应应的的个个体体及及其其相相应应的的遗遗传传特特性性，都都会会从从种群中消失。种群中消失。这这种种自自然然选选择择的的过过程程，使使得得每每一一个个种种群群能能在在一一个个较较长长的的历历史时期中不断调整其对环境的适应性，求得生存与发展。史时期中不断调整其对环境的适应性，求得生存与发展。505-2-3 5-2-3 种群波动种群波动*种群数量的相对稳定性：种群数量的相对稳定性：生生物物种种群群的的进进化化与与适适应应，使使得得种种群群在在受受到到外外界界影影响响发发生生波波动动后后，仍仍有有使使种种群群数数量量返返回回到到平平衡衡水水平平的的倾倾向向。这这种种倾倾向向称称为为种群数量的相对稳定性。种群数量的相对稳定性。因因为为自自然然选选择择使使得得那那些些优优势势个个体体得得到到加加强强，环环境境变变化化虽虽然然淘淘汰汰了了一一部部分分不不适适应应的的个个体体，使使种种群群数数量量暂暂时时下下降降；但但得得到到加加强强的的那那部部分分个个体体很很快快又又会会产产生生新新的的个个体体，加加以以补补充充，返返回回到到原原来来的的数量水平。数量水平。种种群群数数量量的的相相对对稳稳定定性性的的基基础础是是生生物物长长期期进进化化过过程程中中所所形形成的不同的生态对策。成的不同的生态对策。515-2-3 5-2-3 种群波动种群波动*生态对策（生态对策（ecoloigical strategy）：）：生态对策：在生物进化过程中，生物在繁殖和竞争方面朝不同方生态对策：在生物进化过程中，生物在繁殖和竞争方面朝不同方向发展，一适应不同栖息环境的对策。向发展，一适应不同栖息环境的对策。自然界中的生物在长期的进化过程中形成了两类不同的生态对策：自然界中的生物在长期的进化过程中形成了两类不同的生态对策：r r对策（对策（r r选择）选择）实实行行这这种种对对策策的的生生物物其其生生态态特特征征：个个体体小小，寿寿命命短短，存存活活率率低低，但但增增殖殖率率（r）高高，具具有有较较大大的的扩扩散散能能力力，适适应应于于多多变变的的栖栖息息环环境境。虽虽然然竞竞争争能能力力弱弱，但但r值值高高，易易返返回回平平衡衡点点，灭灭绝绝的的危危险险少少；同同时时具具有有较较强强的的迁迁移移扩扩散散能能力力，当当种种群群密密度度过过大大，生境恶化时，可以迁到其他生境，建立新的种群。生境恶化时，可以迁到其他生境，建立新的种群。属属于于 r对对策策的的生生物物称称 r对对策策者者。如如细细菌菌、昆昆虫虫、杂杂草草及及一年生植物。一年生植物。525-2-3 5-2-3 种群波动种群波动 k 对策（对策（k选择）选择）实实行行这这种种对对策策的的生生物物其其生生态态特特征征：个个体体大大，寿寿命命长长，存存活活率率高高，不不具具有有较较大大的的扩扩散散力力，但但具具有有较较强强的的竞竞争争力力，适适应应于于稳稳定定的的栖栖息息环环境境，种种群群密密度度较较稳稳定定。虽虽然然竞竞争争力力较较强强，但但 r 值值低低，遭遭受受激激烈烈变变动动和和死死亡亡后后，返返回回平平衡衡水水平平的的时时间间较较长长，容容易易走走向灭绝。向灭绝。属属 k 对策的生物称对策的生物称 k 对策者。如乔木、型食肉动物。对策者。如乔木、型食肉动物。实实际际上上自自然然界界中中的的生生物物并并不不能能归归属属严严格格的的r r对对策策或或k k对对策策，在在这之间存在连续谱系，即之间有一系列过度类型。这之间存在连续谱系，即之间有一系列过度类型。535-2-3 5-2-3 种群波动种群波动*生态对策（生态对策（ecoloigical strategy）：）：大量的农作物和家畜家禽则属于中间的过度类型。大量的农作物和家畜家禽则属于中间的过度类型。在农业生产中应适当配置在农业生产中应适当配置rkk谱系中的各类物种。谱系中的各类物种。利用利用k型生物可起到稳定环境的作用，如防护林、果树等。型生物可起到稳定环境的作用，如防护林、果树等。利利用用如如利利用用浮浮游游生生物物、蚯蚯蚓蚓、蚕蚕、蜂蜂、食食用用菌菌等等r型型生生物物生生活活周周期期短短、繁繁殖殖快快的的特特点点可可以以加加速速物物质质循循环环利利用用，减减少少养养分流失。分流失。545-2-4 5-2-4 生物种间关系生物种间关系一、种间相互作用一、种间相互作用二、二、生物分泌物对种间关系的影响生物分泌物对种间关系的影响555-2-4 5-2-4 生物种间的相互关系生物种间的相互关系一、种间相互作用：一、种间相互作用：生生物物种种间间存存在在着着各各种种相相互互依依存存、相相互互制制约约的的关关系系。根根据据种种间相互作用的性质，可以分为三种类型。间相互作用的性质，可以分为三种类型。正相互作用：结果一方得利或双方得利（正相互作用：结果一方得利或双方得利（+）负相互作用：结果至少一方受害（负相互作用：结果至少一方受害（-）中性作用：结果是双方无明显的影响（中性作用：结果是双方无明显的影响（0 0）565-3-4-1 5-3-4-1 种间相互作用种间相互作用（一）（一）正相互作用：正相互作用：*偏利作用（共栖）偏利作用（共栖）特征：共生的两种生物，一方得利，对另一方无害。特征：共生的两种生物，一方得利，对另一方无害。如：林间的一些动物和鸟类，以树木作为掩蔽或筑巢用，对树木如：林间的一些动物和鸟类，以树木作为掩蔽或筑巢用，对树木 不造成伤害。不造成伤害。*原始合作原始合作 特征：两种生物在一起生活对彼此有利，但二者并无依赖关系。特征：两种生物在一起生活对彼此有利，但二者并无依赖关系。例：例：稻田养鱼，稻田可为鱼提供水分和食物，鱼可采食稻田稻田养鱼，稻田可为鱼提供水分和食物，鱼可采食稻田 的杂草和害虫，鱼的粪便可提高稻田肥力，从而促进水稻的杂草和害虫，鱼的粪便可提高稻田肥力，从而促进水稻 增产。增产。农区养蜂：作物为蜜蜂提供蜜源，获得蜂蜜、蜂王浆等经农区养蜂：作物为蜜蜂提供蜜源，获得蜂蜜、蜂王浆等经 济产品；蜜蜂的传粉作用又济产品；蜜蜂的传粉作用又促进作物增产。促进作物增产。575-3-4-1 5-3-4-1 种间相互作用种间相互作用 农业生产上各种作物的间套作，如禾本科与豆科；深根与浅根；农业生产上各种作物的间套作，如禾本科与豆科；深根与浅根；喜喜阳阳与与耐耐阴阴；高高杆杆与与矮矮秆秆间间种种套套作作；可可充充分分利利用用环环境境资资源源，并可并可控制有害生物，改善作物生存的生境。控制有害生物，改善作物生存的生境。*互利共生互利共生 特特征征：种种间间彼彼此此依依赖赖，生生活活在在一一起起互互相相受受益益，能能直直接接进进行行物物质质交流。交流。例：例：固固N N细菌与细菌与豆科植物根系共生形成根瘤。豆科植物根系共生形成根瘤。真菌和高等植物根系共生形成菌根。真菌和高等植物根系共生形成菌根。真菌与藻类共生形成地衣。真菌与藻类共生形成地衣。菌菌类类吸吸收收土土壤壤中中的的矿矿物物营营养养或或合合成成N素素供供给给地地上上部部植植物物根根系系吸吸收收利利用用，植植物物光光合合作作用用合合成成光光合合产产物物提提供供菌菌类类食食物物，两两者者在在一一起起，对对彼彼此此有有利利，之之间间有有物物质质能能量量交交换换，分分开开后后单单独独无无法法存存活活或不能正常生长。或不能正常生长。585-3-4-1 5-3-4-1 种间相互作用种间相互作用（二）负相互作用（二）负相互作用*竞争：竞争：特征：两种生物为竞争同一对象，主要是争夺空间和资源。竞争的特征：两种生物为竞争同一对象，主要是争夺空间和资源。竞争的 双双方方都都力力求求抑抑制制对对方方。竞竞争争结结果果对对他他们们的的增增长长和和存存活活起着负起着负影响。影响。例：例：农田中的作物与杂草竞争光、热、水、气、肥及生长空间。农田中的作物与杂草竞争光、热、水、气、肥及生长空间。各类塘鱼对浮游生物的竞争。各类塘鱼对浮游生物的竞争。结果：结果：两个物种间形成协调的平衡状态，实现生态位的分化。两个物种间形成协调的平衡状态，实现生态位的分化。一个种群被另一个种群消灭掉。一个种群被另一个种群消灭掉。一个种群被赶跑到