城市生态与环境保护概论PPT课件第3讲种群、生物群落.ppt
allre natures,第3讲 生态学的基础理论2 种群、生物群落、种间关系,种群及其基本特征,种间竞争,生态位理论,生物群落,群落的基本特征,allre natures,3.1 种群及其基本特征,种群（Population）是生态学的重要概念之一 定义：一定空间中同种个体的总和。一般认为，种群是物种在自然界中存在的基本单位。当具体指某种群时（如某块森林中的梅花鹿种群），则其时间上和空间上的界限是随研究者的方便而划分的。从生态学观点看，种群又是生物群落的基础。,allre natures,3.1 种群及其基本特征,种群结构 种群结构实为年龄结构，即不同年龄组的个体在种群内的比例和配置情况。通常分为三个基本类型。,繁殖期,繁殖前期,繁殖后期,年龄锥体的三种基本类型A 增长型种群B 稳定型种群C 下降型种群（Kormondy，1976）,(a),(b),(c),allre natures,3.1 种群及其基本特征,年龄锥体的三种基本类型：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，而老年个体较小，种群的出生率大于死亡率，是迅速增长的种群。稳定型种群：锥体形状和老、中、幼比例介于增长型和下降型种群之间。出生率和死亡率大致相平衡，种群稳定。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。,allre natures,3.1 种群及其基本特征,1982年河北省人口的年龄结构（按1982年全国人口普查数据绘制）,30 20 10 0 10 20 30,出生年代18821892190219121922193219421952196219721982,allre natures,3.1 种群及其基本特征,种群的空间格局（Spatial Pattern）组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局，称为种群空间格局。,均匀型,随机型,成群型,allre natures,3.1 种群及其基本特征,种群调节气候学派 多以昆虫为研究对象，认为种群参数多受天气条件强烈影响。生物学派 主张捕食、寄生、竞争等生物过程对种群调节起决定作用。食物因素 强调食物因素对种群参数起决定作用。,allre natures,3.2 种间竞争,定义 种间竞争是指具有相似要求的物种，为了争夺空间和资源，而产生的一种直接或间接抑制对方的现象。在种间竞争中，常常是一方取得优势，而另一方受抑制甚至被消灭。种间竞争的能力取决于种的生态习性、生活型和生态幅度等。具有相似生态习性的植物种群，在资源的需求和获取资源的手段上竞争都十分激烈，尤其是密度大的种群更是如此。植物的生长速率、个体大小、抗逆性及营养的器官的数目等都会影响到竞争的能力。,allre natures,3.2 种间竞争,高斯假说 前苏联生态学家G.F.Gause（1934）首先用实验方法观察两个物种之间的竞争现象，他用草履虫为材料，研究两个物种之间直接竞争的结果。他选择两种在分类上和生态习性上很接近的草履虫双小核草履虫（Paramecium aurelia）和大草履虫（P.caudatum）进行试验。取两个种相等数目的个体，用一种杆菌为饲料，放在基本上恒定的环境里培养。开始时两个种都有增长，随后P.aurelia 的个体数增加，而P.caudatum的个体数下降，16d后只有P.aurelia生存，而P.caudatum趋于灭亡。,allre natures,3.2 种间竞争,高斯假说 这两种草履虫之间没有分泌有害物质，主要就是其中的一种增长得快，而另一种增长得慢，因竞争食物，增长快的种排挤了增长慢的种。这就是当两个物种利用同一种资源和空间时产生的种间竞争现象。两个物种越相似，它们的生态位置重叠就越多，竞争就越激烈。这种种间竞争情况后来被英国生态学家称之为高斯假说。,allre natures,3.2 种间竞争,高斯假说 近代人们又用竞争排斥原理来表示这种概念，即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种，不能长期共存在一起，也即完全的竞争者不能共存。,allre natures,3.2 种间竞争,高斯假说,两种草履虫单独和混合培养时的种群动态（引李博等，1993）,单独培养时的大草履虫,混合培养时的大草履虫,单独培养时的双小草履虫,混合培养时的双小草履虫,草履虫个体数,草履虫个体数,allre natures,3.3 生态位理论,生态位（niche）是生态学中的一个重要概念，也是城市生态学的重要理论之一。定义：1.生态位是指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。或：物种在生物群落中的地位与功能作用。2.生态位是指某种生物利用食物、空间等一系列 资源的综合状况以及由此与其他物种所产生的 相互关系。,allre natures,3.3 生态位理论,一个稳定的群落中占据了相同生态位的两个物种，其中一个种终究要灭亡；一个稳定的群落中，由于各种群在群落中具有各自的生态位，种群间能避免直接的竞争，从而又保证了群落的稳定。一个相互起作用的、生态位分化的种群系统，各种群在它们对群落的时间、空间和资源的利用方面，以及相互作用的可能类型方面，都趋于向于互相补充而不是直接竞争。因此，由多个种群组成的生物群落，要比单一种群的群落更能有效地利用环境资源，维持长期较高的生产力、具有更大的稳定性。,allre natures,3.4 生物群落,定义：生物群落可定义为在特定空间或特定环境 下，具有一定的生物种类组成及其与环境 之间的彼此影响、相互作用，具有一定的 外貌及结构，包括形态结构与营养结构，并具有特定的功能的生物集合体，也可以 说，一个生态系统中具生命的部分即生物 群落。,allre natures,3.4 生物群落,群落的基本特征 从上述定义中，可知一个生物群落具有下列基本特征：（一）具有一定的外貌 一个群落中的植物个体，分别处于不同高度和密度从而决定了群落的外部形态。在植物群落中，通常由其生长类型决定其高级分类单位的特征，如森林、灌丛或草丛的类型。,allre natures,3.4 生物群落,群落的基本特征（二）具有一定的种类组成 每个群落都是由一定的植物、动物、微生物种群组成的。因此，种类组成是区别不同群落的首要特征。一个群落中种类成分的多少及每种个体的数量，是度量群落多样性的基础。,allre natures,3.4 生物群落,群落的基本特征（三）具有一定的群落结构 生物群落是生态系统的一个结构单元，它本身除具有一定的种类组成外，还具有一系列结构特点，包括形态结构、生态结构与营养结构。例如：生活型组成、种的分布格局、成层性、季相、捕食者的被食者的关系等。但其结构常常是松散的，不像一个有机体结构那样清晰，有人称之为松散结构。,allre natures,3.4 生物群落,群落的基本特征（四）形成群落环境 生物群落对其居住环境产生重大影响，并形成群落环境。如森林中的环境与周围裸地就有很大的不同，包括光照、温度、湿度与土壤等都经过了生物群落的改造。即使生物非常稀疏的荒漠群落，对土壤等环境条件也有明显改变。,allre natures,3.4 生物群落,群落的基本特征（五）不同物种之间的相互影响 群落中的物种有规律的共处，即在有序状态下共存。诚然，生物群落是生物种群的集合体，但不是说一些种的任意组合便是一个群落。一个群落必须经过生物对环境的适应和生物种群之间的相互适应、相互竞争，形成具有一定外貌种类组成和结构的集合体。,allre natures,3.4 生物群落,群落的基本特征（六）一定的动态特征 生物群落是生态系统中具生命的部分，生命的特征是不停地运动，群落也是如此。其运动形式包括季节动态、年际动态、演替与演化。（七）一定的分布范围 任一群落分布在特定地段或特定生境上，不同群落的生境和分布范围不同。无论从全球范围看还是从区域角度讲，不同生物群落都是按着一定的规律分布。,
