农业生态学-生物种群课件.ppt

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1、农业生态学,Agroecology,第三章 生物种群,第一节 种群的概念与特征第二节 种群的数量动态与调节第三节 生物种间的相互作用,主要内容,第一节 种群的概念与特征,一、种群的概念二、种群的特征,一、种群的概念（population）,是指在一定时间内占据特定空间的同一物种(或有机体)的集合体。,种群是通过种内关系组成的一个有机统一体或系统。种群是一个自我调节系统。种群是自然界物种存在、物种进化、物种关系的基本单位，生物群落、生态系统的基本组成成份，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。种群既可以作为抽象概念，也可作为具体存在的客体。

2、,一、种群的概念（population）,抽象意义种群是表示由物种个体所组成的集合群。具体对象自然种群(某一湖泊中的鲤鱼种群)实验种群(实验条件下人工饲养的小白鼠),种群有一定的分布区域和分布方式。,二、种群的特征,空间特征,均匀分布（uniform distribution）,统计方差=0,随机分布（random distribution）,统计方差=平均数,聚群分布（aggregated distribution）,统计方差 平均数,种群有一定的密度、出生率、死亡率、年龄结构、性别结构等。种群在单位面积上个体数量的变动受整个生态系统自我调控能力的控制，这是种群最重要的属性。,二、种群的特征

3、,数量特征,绝对密度（absolute density）和相对密度（relative density）。绝对密度是指单位面积（或体积）空间中的生物个体数量。相对密度是指单位栖息空间内某种群的个体数量。密度是种群内部调节的基础，它部分地决定着种群的能流、资源可利用性、种群内部压力大小及种群分布和生产力。,种群密度（population density）：单位面积（或体积）空间中的生物个体数量。,数量特征,可分为生理出生率和生态出生率：生理出生率是指种群在理想条件下（无任何生态因子限制，只受生理状况影响）的最高出生率理论常数。生态出生率是指在定的环境条件下种群的实际出生率。,出生率（natalit

4、y）：单位时间内种群新出生的个体数，是种群内个体数量增长的重要因素。,数量特征,数量特征,出生率的大小主要受3方面因素影响：性成熟的时间 每次产生后代的数量 每年产生后代的次数,生理死亡率和生态死亡率：生理死亡率是指在理想条件下，种群每一个个体由生理寿命所决定的死亡率生物学常数。生态死亡率是指在实际条件下的种群死亡率，受环境条件、种群大小和年龄组成的影响。,死亡率（mortality）：单位时间内种群死亡的个体数。是种群内个体数量衰减的重要因素。,数量特征,数量特征,种群数量变化取决于出生率与死亡率的对比关系，种群数量的增长靠繁殖，而数量的减少则是由于个体死亡。在单位时间内出生率与死亡率之差即

5、为增长率，当：出生率死亡率，增长率0，种群数量增长；出生率死亡率，增长率0，种群数量减少；出生率死亡率，增长率0，种群数量相对稳定。,种群年龄结构（population age structure）：某一种群中，具有不同年龄级的个体数目与种群个体总数的比例。常用年龄锥体或年龄金字塔（age pyramid）表示。,种群年龄结构的3种基本类型,数量特征,expanding,stable,diminishing,不同物种种群具有不同的性别比例特征：人、狼等高等动物的性别比例为1，蜜蜂、蚂蚁等社会性昆虫的性别比例小于1。,性别比例（sex ratio）：种群雄性和雌性个体数目的比例。通常用每100个

6、雌性的雄性数来表示。,数量特征,种群的迁入和迁出：种群常有迁移扩散的现象，种群的迁出（emigration）或迁入（immigration），影响着一个地区种群数量的变动。种群的迁移率是指在一定时间内种群迁出数量与迁入数量之差占总体的百分率。,数量特征,种群通常是由相同基因型的个体组成，但在繁殖过程中，可以通过遗传物质的重新组合及突变作用使种群的遗传性状发生变异，然后通过自然选择使某些个体更能适应环境特点而占据优势。因此，随环境条件的变化，种群可能发生进化或适应能力的变化。,二、种群的特征,遗传特征,小麦的进化,二粒系小麦,与拟山羊草杂交,一粒系小麦,小麦进化史上的第一次飞跃,二粒系小麦,普通

7、小麦,与节节草杂交,小麦进化史上的第二次飞跃,山羊草,节节草,玉米的进化,雌雄同株异位的玉米：野生玉米果穗穗轴长只有2.4cm，到公元十六世纪初，玉米果穗已经增加到13cm。,玉米的原始祖先大刍草：植株细小，丛生，雌雄同花，花器着生在植株茎梢，果穗及籽粒小且易脱落。选择“芽变”变异个体：从植株中部结出果穗,水稻的进化,普通栽培稻：穗大粒饱、成熟时不易脱粒,一年生野生稻：生育期短,多年生野生稻：生育期很长,种群是一个自组织、自调节的系统。它以一个特定的生物种群为中心，以作用于该种群的全部环境因子为空间边界组成了系统。,二、种群的特征,系统特征,第二节 种群的数量动态与调节,一、种群增长二、种群波

8、动三、种群调节四、种群进化和适应的r对策和K对策,由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区，种群不断扩大，分布区逐步稳定地扩展，这种过程称生物入侵。,生物入侵,一、种群增长,穴兔,根据环境对种群的作用以及种群世代的重叠状况，种群增长模型可以分为几何级数增长、指数型增长和逻辑斯谛(S型)增长3种典型类型。,一、种群增长,种群增长型,种群在无限的环境中生长,不受食物、空间等条件的限制，种群的寿命只有一年，且一年只有一个繁殖季节，同时种群无年龄结构，彼此隔离的一种增长方式。其数学模型为：NtNt1 或 NtNot 式中:No为初始种群大小，Nt为时间t时的种群大小,是种群的周期增

9、长率（reproductive rate）。根据以上模型可以计算世代不相重叠种群的增长情况。l时，种群增长;1时,种群稳定;1时,种群下降;0时,种群无繁殖现象,且在下一代灭亡。,几何级数增长（geometric growth）,在无限环境条件下，除了种群的离散增长外，有些生物可以连续进行繁殖，没有特定的繁殖期，在这种情况下，种群的增长表现为指数形式。其数学模型为：dNdtrN NtN0ert r为瞬时增长率（等于瞬时出生率与瞬时死亡率之差），在理论上被称为内禀增长率（intrinsic rate of increase），常用rm表示。内禀增长率是指在环境条件无限制作用时，由种群内在因素决定

10、的最大相对增殖速度。,指数增长（exponental growth）,从种群的几何级数增长和指数增长模型可知，只要l或r0，种群就会持续增长，即形成无限增长。但在实际环境下，由于种群数量总会受到食物、空间和其他资源的限制，因此，种群增长是有限的。而且环境对种群增长的限制作用是逐渐增加的，故增长曲线呈现“S”型，也称S型增长，其数学模型可用logistic方程描述：dNdt=rN(KN/K)式中：N 为种群数量，K为环境容量（carrying capacity）。,Logistic 增长,指数增长与Logistic 增长模型比较：,逻辑斯谛方程的两个参数r和K均具有重要的生物学意义。r表示物种的

11、潜在增殖能力，而K则表示环境容纳量，即物种在特定环境中的平衡密度。,逻辑斯谛方程的意义：是许多相互作用种群增长模型的基础。是渔业、林业、农业等实践领域中确定最大持续产量的主要模型。模型中两个参数r、K，已成为生物进化对策理论中的重要概念。,大型生物有蹄类、食肉类、蝙蝠类动物，多数一年只产一仔，寿命长，种群数量一般是很稳定的。昆虫中，如一些蜻蜓成虫和具有良好内调节机制的红蚁等昆虫，其数量也是十分稳定的。,一、种群增长,种群平衡,种群较长期地维持在几乎同一个水平上的现象。,一、种群增长,种群衰落,当种群长久处于不利条件下(人类过度捕猎或栖息地被破坏)，其数量会出现持久性下降，即种群衰落，甚至死亡。

12、个体大、出生率低、生长慢、成熟晚的生物，最早出现此种情况。,种群不规则波动无周期性，且数量也极不稳定。种群产生不规则波动的主要原因在于种群的生活环境极不稳定，或环境不固定。大多数昆虫种群波动就属于此类。,二、种群波动,三种形式,（1）不规则波动,可分为：季节性波动和种群数量的年波动。这种波动主要是受环境因子的周期性年际变化、种群本身的内在机制、种间营养关系的制约引起的。,（2）周期性波动,三种形式,不规则或周期性波动的生物都可能出现种群的暴发。,（3）种群爆发,蝗灾,鼠害,三种形式,赤潮（红潮）由于水中一些浮游生物（腰鞭毛虫、裸甲藻、夜光藻等）暴发性增殖引起的水色异常现象，主要发生在近海。,二

13、、种群波动,波动的原因,（1）非密度制约与种群数量无关的因素变化,种内竞争食物或领地；对某些特殊生物种的增长，心理限制起着重要作用，心理 上的抑制使种群不能繁殖过多；捕食者与猎物之间的反馈控制作用；致病的病原菌和寄生物对种群的影响，它们随着被感染生 物或寄主密度的增大而增大。,（2）密度制约种群内部密度的变化,波动的原因,非密度制约引起种群密度的改变，有时是剧烈的；而密度制约使种群保持“稳定状态”，或使种群返回稳定水平。,种群数量受天气的强烈影响气候学派捕食、寄生、竞争、食物等生物因素对种群起调节作用生物学派种内成员的异质性自动调节学说社群的等级和领域性行为调节学说激素分泌的反馈调节机制内分泌

14、调节学说遗传多态遗传调节学说,外源性调节,内源性调节,三、种群调节,调节机制,种间调节是指捕食、寄生和种间竞争等因子对种群密度的制约过程。当种群离开平衡密度时，就有返回平衡密度的倾向。调节种群密度的因素只能是密度制约因素：竞争食物调节是指种群个体变化主要受食物供应状况影响。,三、种群调节,密度调节：通过密度因子对种群大小的调节过程。,调节方式,盲蝽的动态变化与降水状况,非密度调节：非生物因子对种群大小的调节。气候因子、化学限制因子、污染物等常按非密度制约方式发挥作用。,调节方式,四、种群进化和适应的r对策和K对策,在生态系统中，随着时间的变化，生物种群出现两种行为上的变化：在短时间内的波动和在

15、长时间内的进化。而进化又是生物种群对环境适应性的表现。种群的适应与进化是生态系统重要的稳态机制。生物为适应环境而朝不同方向进化的对策称之为生态对策（ecological strategy）。不同生物对环境的适应对策各不相同，从而促使生物种群向不同的方向进化。,根据生物的进化环境和生态对策把生物分为：r对策：有利于发展较大r值的选择。K对策：有利于竞争能力增加的选择。,可见，K对策者以“质”取胜，r对策者以“量”取胜；K对策者将大部分能量用于提高存活，而r对策者则将大部分能量用于繁殖。在农业生态系统中，利用r对策生物能迅速适应变化了的环境，K对策生物具有稳定环境的作用，适当配置r-K型谱系中的各

16、种生物，如利用浮游生物、蚯蚓、蜂、蚕、食用菌等生活周期短、繁殖快的特点，以加速物质的循环利用，减少养分流失，增加产品产出；利用多年生的林果、竹木等以稳定农业生态环境。,第三章 生物种群,第一节 种群的概念与特征第二节 种群的数量动态与调节第三节 生物种间的相互作用,主要内容,第一节 种群的概念与特征,一、种群的概念二、种群的特征,抽象意义种群是表示由物种个体所组成的集合群。具体对象自然种群(某一湖泊中的鲤鱼种群)实验种群(实验条件下人工饲养的小白鼠),一、种群的概念,是指在一定时间内占据特定空间的同一物种(或有机体)的集合体。,种群是通过种内关系组成的一个有机统一体或系统。种群是一个自我调节系

17、统。种群是自然界物种存在、物种进化、物种关系的基本单位，生物群落、生态系统的基本组成成份，生物资源保护、利用和有害生物综合管理的具体对象。,一、种群的概念,种群有一定的分布区域和分布方式。,二、种群的特征,空间特征,均匀分布,随机分布,聚群分布,聚群分布形成的原因：,繁殖特性：营养繁殖，种子集中在母株周围。微域差异：受适宜生长的区域影响。天然障碍：种子散布过程中遇到障碍。动物及人为活动影响：如啄木鸟将云杉的球果聚集，蚂蚁在蚁巢附近堆积某些种子。,种群有一定的密度、出生率、死亡率、年龄结构、性别结构等。种群在单位面积上个体数量的变动受整个生态系统自我调控能力的控制，这是种群最重要的属性。,二、种

18、群的特征,数量特征,可分为绝对密度和相对密度调查方法。绝对密度是指单位面积（或体积）空间中的生物个体数量。相对密度是指单位栖息空间内某种群的间接个体数量。,二、种群的特征,种群密度：单位面积（或体积）空间中的生物个体数量。,数量特征,对于活动能力弱（如植物）的种群：样方抽样法原理：直接计算一定样方中的个体数量。对于活动能力强（如兽类）的种群，标志重捕法原理：将捕获的种群个体进行标志后释放，间隔一段时间后进行重捕。,种群密度的计算方法,计算方法：NM=nR N=MnR N：种群大小；M：首次捕获并标志的个体数n：第二次捕获的个体数；R：第二次捕获的个体中已被标志的个体数例：首次捕获50只，全部对

19、其进行标记后释放，第二次捕获的60只当中有6只拥有标记，那么种群大小:N=MnR=5060/6=500（只）,标志重捕法的计算过程,可分为生理出生率和生态出生率生理出生率是指种群在理想条件下（无任何生态因子限制，只受生理状况影响）的最高出生率理论常数。生态出生率是指在定的环境条件下种群的实际出生率。,二、种群的特征,出生率：单位时间内种群新出生的个体数。,数量特征,生理死亡率和生态死亡率生理死亡率是指在理想条件下，种群每一个个体由生理寿命所决定的死亡率生物学常数。生态死亡率是指在实际条件下的种群死亡率，受环境条件、种群大小和年龄组成的影响。,二、种群的特征,死亡率：单位时间内种群死亡的个体数。

20、,数量特征,二、种群的特征,种群年龄结构：某一种群中，具有不同年龄级的个体数目与种群个体总数的比例。,年龄锥体年龄金字塔,数量特征,不同物种种群具有不同的性别比例特征：人、狼等高等动物的性别比例为1，蜜蜂、蚂蚁等社会性昆虫的性别比例小于1。,二、种群的特征,性别比例：种群雄性和雌性个体数目的比例。,数量特征,种群的迁移率是指在一定时间内种群迁出数量与迁入数量之差占总体的百分率。,二、种群的特征,种群的迁入和迁出：种群常有迁移扩散的现象，种群的迁出或迁入，影响着一个地区种群数量的变动。,数量特征,种群通常是由相同基因型的个体组成，但在繁殖过程中，可以通过遗传物质的重新组合及突变作用使种群的遗传性

21、状发生变异，然后通过自然选择使某些个体更能适应环境特点而占据优势。因此，随环境条件的变化，种群可能发生进化或适应能力的变化。,二、种群的特征,遗传特征,小麦的进化,二粒系小麦,与拟山羊草杂交,一粒系小麦,小麦进化史上的第一次飞跃,二粒系小麦,普通小麦,与节节草杂交,小麦进化史上的第二次飞跃,山羊草,节节草,玉米的进化,雌雄同株异位的玉米 野生玉米果穗穗轴长只有2.4cm，到公元十六世纪初，玉米果穗已经增加到13cm。,玉米的原始祖先大刍草：植株细小，丛生，雌雄同花，花器着生在植株茎梢，果穗及籽粒小且易脱落。选择“芽变”变异个体：从植株中部结出果穗,水稻的进化,普通栽培稻：穗大粒饱、成熟时不易脱

22、粒,一年生野生稻：生育期短,多年生野生稻：生育期很长,种群是一个自组织、自调节的系统。它以一个特定的生物种群为中心，以作用于该种群的全部环境因子为空间边界组成了系统。,二、种群的特征,系统特征,华盛顿圣乔恩岛藤壶生命表(19591968),各符号的含义及计算方法如下：x：年龄、年龄组或发育阶段。nx：本年龄组开始时的存活个体数。lx：本年龄组开始时，存活个体的百分数，即lx=nx/n0。dx：本年龄组的死亡个体数，即从年龄x到年龄x+1期间的死亡个体数。qx：本年龄组的死亡率，即从年龄x到年龄x+1期间的死亡率，q x=dx/nx。Lx：本年龄组全部个体平均存活数目。Tx：其值等于将生命表中的

23、各个Lx值自下而上累加值，即Tx=Lx。ex：本年龄组开始时存活个体的平均生命期望，即ex=Tx/nx。,第二节 种群的数量动态与调节,一、种群增长二、种群波动三、种群调节四、种群进化和适应的r对策和K对策,由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区，种群不断扩大，分布区逐步稳定地扩展，这种过程称生物入侵。,生物入侵,一、种群增长,生物入侵,一、种群增长,毒麦,薇甘菊,根据环境对种群的作用以及种群世代的重叠状况，种群增长模型可以分为几何级数增长、指数型增长和逻辑斯谛(S型)增长3种典型类型。,一、种群增长,种群增长型,种群在无限的环境中生长,不受食物、空间等条件的限制,种群的

24、寿命只有1年,且一年只有一个繁殖季节，同时种群无年龄结构,彼此隔离的一种增长方式。NtNt1或NtNot 式中:No为初始种群大小,Nt为时间t时的种群大小,是种群的周期增长率。根据以上模型可以计算世代不相重叠种群的增长情况。当l时，种群增长;1时,种群稳定;1时,种群下降;0时,种群无繁殖现象,且在下一代灭亡。,几何级数增长,在无限环境条件下，除了种群的离散增长外，有些生物可以连续进行繁殖，没有特定的繁殖期，在这种情况下，种群的增长表现为指数形式。dNdtrN NtN0ert r为瞬时增长率（等于瞬时出生率与瞬时死亡率之差），在理论上被称为内禀增长率。内禀增长率是指在环境条件无限制作用时，由

25、种群内在因素决定的最大相对增殖速度。,指数增长,从种群的几何级数增长和指数增长模型可知，只要l或r0，种群就会持续增长，即形成无限增长，但在实际环境下，由于种群数量总会受到食物、空间和其他资源的限制，因此，种群增长是有限的。而且环境对种群增长的限制作用是逐渐增加的，故增长曲线呈现“S”型，也称S型增长，其数学模型可用logistic方程描述：dNdt=rN(KN/K)式中：N为种群数量，K为环境容量。,Logistic 增长,Logistic 增长,逻辑斯谛方程的两个参数r和K均具有重要的生物学意义。r表示物种的潜在增殖能力，而K则表示环境容纳量，即物种在特定环境中的平衡密度。,逻辑斯谛方程的

26、意义：是许多相互作用种群增长模型的基础。是渔业、林业、农业等实践领域中确定最大持续产量的主要模型。模型中两个参数r、K，已成为生物进化对策理论中的重要概念。,大型生物有蹄类、食肉类、蝙蝠类动物，多数一年只产一仔，寿命长，种群数量一般是很稳定的。昆虫中，如一些蜻蜓成虫和具有良好内调节机制的红蚁等昆虫，其数量也是十分稳定的。,一、种群增长,种群平衡,概念：种群较长期地维持在几乎同一个水平上的现象。,个体大、出生率低、生长慢、成熟晚的生物，最早出现此种情况。,一、种群增长,种群衰落,当种群长久处于不利条件下(人类过度捕猎或栖息地被破坏)，其数量会出现持久性下降，即种群衰落，甚至死亡。,种群不规则的波

27、动无周期性，且数量也极不稳定。种群产生不规则波动的主要原因在于种群的生活环境极不稳定，或环境不固定。大多数昆虫种群波动就属于此类。,二、种群波动,三种形式,（1）不规则波动,可分为：季节性波动和种群数量的年波动。这种波动主要是受环境因子的周期性年际变化、种群本身的内在机制、种间营养关系的制约引起的。,二、种群波动,（2）周期性波动,三种形式,不规则或周期性波动的生物都可能出现种群的暴发。,二、种群波动,（3）种群爆发,蝗灾,鼠害,三种形式,赤潮,二、种群波动,波动的原因,（1）非密度制约即与种群数量无关的因素影响,种内竞争食物或领地；对某些特殊生物种的增长，心理限制起着重要作用，心理上的抑制使

28、种群不能繁殖过多；捕食者与猎物之间的反馈控制作用；致病的病原菌和寄生生物种群的影响，它们随着被感染生物或寄主密度的增大而增大。,二、种群波动,（2）密度制约种群内部密度的变化,波动的原因,种群数量受天气的强烈影响气候学派捕食、寄生、竞争、食物等生物因素对种群起调节作用生物学派种内成员的异质性自动调节学说社群的等级和领域性行为调节学说激素分泌的反馈调节机制内分泌调节学说遗传多态遗传调节学说种群调节的新理论,外源性调节,内源性调节,三、种群调节,调节机制,种间调节是指捕食、寄生和种间竞争等因子对种群密度的制约过程。当种群离开平衡密度时，就有返回平衡密度的倾向。食物调节是指种群个体变化主要受食物供应

29、状况影响。,三、种群调节,密度调节：通过密度因子对种群大小的调节过程。,调节方式,三、种群调节,非密度调节：非生物因子对种群大小的调节。气候因子、化学限制因子、污染物等常按非密度制约方式发挥作用。,调节方式,四、种群进化和适应的r对策和K对策,生态对策(ecologicai strategy):是指在种群生活史的各个阶段为适应不同环境而表现出的各种生态习性，包括形态、生理、生殖、生态等适应特征和行为。根据生物的进化环境和生态对策把生物分为r对策与K对策两大类有利于发展较大r值的选择称为r对策。有利于竞争能力增加的选择称为K对策。,r对策和K对策有关特征比较,第三节 生物种间的相互作用,一、中性

30、作用二、正相互作用三、负相互作用四、种间关系在农业生产中的应用,种间相互作用包括两个或多个物种之间的竞争、捕食、寄生作用等多种类型。不同物种种群之间的相互关系可以是直接的，也可以是间接的，这种影响可能是有利的，也可能有害的。从性质上归纳，可以简单的分为3种类型，即：中性作用、正相互作用、负相互作用。,种群之间的各种相互关系,一、中性作用（neutralism interaction）,种群之间没有作用。事实上，生物和生物之间是普遍联系的，没有相互作用是相对的。,二、正相互作用（positive interaction）,指两个物种长期共同生活在一起，彼此相互依赖，相互依存，并能直接进行物质交流

31、的一种相互关系。按作用程度分为互利共生、偏利共生和原始协作。,两个物种长期共同生活在一起，彼此相互依赖，相互依存，并能直接进行物质交流的一种相互关系。,三种类型,（1）互利共生（mutualism）,种间相互作用仅对一方有利，对另一方无影响。,（2）偏利共生（commensalism）,豆蟹,地衣,三种类型,两种群相互作用，双方获利，但协作是松散的，分离后，双方仍能独立生存。,（3）原始协作（proto-cooperation）,三种类型,负相互作用包括竞争、捕食、寄生和偏害等。负相互作用使受影响的种群增长率降低。但并不意味着有害，从生态角度看，负相互作用能增加自然选择能力，有利于新的适应性状

32、的发展。,三、负相互作用（negative interaction）,广义的竞争是指两个生物争夺同一对象的相互作用。发生在同种个体之间的竞争称为种内竞争；发生在两个或更多物种个体之间的竞争称为种间竞争。生物种群愈丰富，种间竞争越激烈。竞争的双方都力求抑制对方，其结果使双方的增长和生存都受到抑制。,四种类型,（1）竞争（competition）,资源利用性竞争,直接干涉性竞争,似然竞争,即当一个捕食者捕食两个物种，一个物种个体数量的增加将会导致捕食者种群个体数量的增加，从而加重对另一个物种的捕食作用，这种竞争与资源利用性竞争在性质上类似，故称为似然竞争。,（2）捕食（predation）,是指某

33、种生物消耗另一种其他生物活体的全部和部分，直接获得营养以维持自己生命的现象，前者称为捕食者（predator），后者称为猎物（prey）。,四种类型,包括4种类型：（1）食肉动物捕食食草动物或 其他食肉动物（2）食草动物食绿色植物（3）昆虫的拟寄生者，如寄生蜂（4）同类相食,捕食者对猎物的捕食效应是不同的，每个捕食者的捕食率随猎物密度变化的反应称为功能反应，有3种类型：型反应，又称线性反应，捕食者的捕食量随猎物密度增加开始直线上升，之后到达一平衡值，捕食率在前一阶段因捕食量与猎物成正比而不变，直到食物多于捕食者能捕食的水准而下降。型反应，又称凸型反应，捕食者的捕食量随猎物密度增加而上升，直到饱

34、和，捕食率的负加速是由于在高猎物密度下饥饿程度下降了，搜索成功的比率下降，用于搜索的时间增大所致。型反应，又称S形反应，捕食者的捕食量随猎物密度增加呈S形变化，捕食率开始时有正加速期，接着是负加速期而后达到饱和水平，其负加速期同型反应。,捕食理论：,最重要的有食谱宽度模型和边际值原理。,动物的捕食过程可分为对猎物的搜寻、捕获、处理和进食，影响捕食动物收益的因素有：猎物的含能值、搜寻猎物的时间、处理猎物的时间。,食谱宽度模型推论：,（1）任何捕食者都不捕食不利的猎物，不论该猎物的可获得性如何之高；（2）搜寻精明的捕食动物应当是泛化种（generalist），否则它们将要花费长时间搜索猎物；（3）

35、处理精明的捕食动物一定是专化种（specialist），有利于减少处理猎物的时间；（4）高生产力的环境有利于专化种，因为搜索更为容易，而非高生产力和环境则有利于泛化种。,边际值原理推论：,（1）最优觅食者在优质资源斑块里停留的时间更长；（2）若资源斑块间的旅行时间越长，觅食者在资源斑块中停留时间则越长；（3）若整个环境的质量差，觅食者在一资源斑块中的停留时间相应延长。,（3）寄生（parasitism）,四种类型,指一种生物从另一种生物的体液、组织或已消化物质获取营养并造成对宿主危害的现象。以寄生方式生长的生物称为寄生物，被寄生的生物称为宿主。捕食者通常杀死猎物，而寄生一般不“立即”或直接杀死

36、宿主；寄生者的密度越大，对宿主的影响亦越大，但寄生者不一定有害。,小米草,列当,菟丝子,（4）化感作用（allelopathy）,四种类型,由植物体分泌的化学物质对自身或其他种群发生影响的现象，也是植物界种间竞争的一种表现形式。例如：冬黑麦对小麦，向日葵对蓖麻，番茄对黄瓜都有抑制作用。,1.建立人工混交林，林粮间作，农作物间套种,果树间作套种马铃薯,四、种间关系在农业生产中的应用,柑橘青椒,柑橘花生,柑橘芝麻,柑橘红薯,2.稻田养鱼、养萍，稻鱼、稻萍混作,3.蜜蜂与虫媒授粉作物的互利作用,生物防治病虫害及杂草是根据种群竞争、捕食、寄生等负相互作用原理，利用一种生物种群压制另一种群，使其不能达到

37、危害农作物的种群密度。,4.生物防治病虫害及杂草,主要知识点,种群的概念和特征种群增长类型种群波动的形式和原因种群调节的机制和方式种间相互作用的类型种间相互作用在农业生产中的应用,生物种间的相互作用,一、中性作用二、正相互作用三、负相互作用四、种间相互关系在农业生产中的应用,种间相互作用包括两个或多个物种之间的竞争、捕食、寄生作用等多种类型。不同物种种群之间的相互关系可以是直接的，也可以是间接的，这种影响可能是有利的，也可能有害的。从性质上归纳，可以简单的分为3种类型，即中性作用、正相互作用、负相互作用。,种群之间的各种相互关系,即种群之间没有作用，事实上，生物和生物之间普遍联系的，没有相互作

38、用是相对的。,一、中性作用,二、正相互作用,概念：是指两个物种长期共同生活在一起，彼此相互依赖，相互依存，并能直接进行物质交流的一种相互关系。按作用程度分为互利共生、偏利共生和原始协作。,两个物种长期共同生活在一起，彼此相互依赖，相互依存，并能直接进行物质交流的一种相互关系。,三种类型,（1）互利共生,种间相互作用仅对一方有利，对另一方无影响。,（2）偏利共生,豆蟹,地衣,三种类型,两种群相互作用，双方获利，但协作是松散的，分离后，双方仍能独立生存。,（3）原始协作,三种类型,负相互作用包括竞争、捕食、寄生和偏害等。负相互作用使受影响的种群增长率降低。但并不意味着有害，从生态角度看，负相互作用

39、能增加自然选择能力，有利于新的适应性状的发展。,三、负相互作用,生物种群的竞争通常包括种间竞争和种内竞争。种内竞争是指发生在同种个体之间的竞争。种间竞争是指发生在两个或更多物种个体之间的竞争，生物种群愈丰富，种间竞争越激烈。,四种类型,（1）竞争,资源利用性竞争,相互干扰性竞争,似然竞争,即当一个捕食者捕食两个物种，一个物种个体数量的增加将会导致捕食者种群个体数量的增加，从而加重对另一个物种的捕食作用，这种竞争与资源利用性竞争在性质上类似，故称为似然竞争。,（2）捕食,是指某种生物消耗另一种其他生物活体的全部和部分，直接获得营养以维持自己生命的现象，前者称为捕食者，后者称为猎物。,四种类型,包

40、括4种类型：（1）食肉动物捕食食草动物 或其他食肉动物（2）食草动物食绿色植物（3）昆虫的拟寄生者（4）同类相食,捕食理论：,型反应，又称为线性反应 型反应，又称为凸型反应 型反应，又称为S形反应,功能反应：,捕食者觅食和选择猎物是动物最基本的捕食行为，在长期的协同进化过程中，捕食者逐渐形成了一系列捕食策略，并发展为一系列的理论，最重要的有食谱宽度模型和边际值原理。,食谱宽度模型：,（1）任何捕食者都不捕食不利的猎物，不论该猎物的可获得性如何之高；（2）搜寻精明的捕食动物应当是泛化种，否则它们将有花费长时间搜索猎物的不利；（3）处理精明者的捕食者动物一定是专化种，由于有利于减少处理猎物的时间；

41、（4）高生产力的环境有利于专化种，因为搜索更为容易，而非高生产力和环境则有利于泛化种。,边际值原理：,（1）最优觅食者在优质资源斑块里停留的时间更长；（2）若资源斑块间的旅行时间越长，觅食者在资源斑块中停留时间则越长；（3）若整个环境的质量差，觅食者在一资源斑块中的停留时间相应延长。,寄生是指一种生物从另一种生物的体液、组织或已消化物质获取营养并造成对宿主危害的现象。以寄生方式生长的生物称为寄生物，被寄生的生物称为宿主。,（3）寄生,四种类型,菟丝子,菟丝子的吸盘是植物中的一种特殊的结构，将寄主的木质部和韧皮部同自身的木质部和韧皮部融合，使身的导管和筛管与寄主联通，直接从寄主身上获取水分和营养

42、物质。,（K B lee.,2009）,列当,独脚金（Striga asiatica）,由植物体分泌的化学物质对自身或其他种群发生影响的现象，也是植物界种间竞争的一种表现形式。,例如：冬黑麦对小麦，向日葵对蓖麻，番茄对黄瓜都有抑制作用。,（4）化感作用,四种类型,在使用秸秆还田的农田中，收货后秸秆将留在土壤表层，研究发现收货后的大麦、燕麦、小麦残体对第二年杂草的生长都有抑制作用。研究表明，黑麦覆盖物可以有效地控制蔬菜田和果园中杂草的生长，并且证实起化感作用的是一种叫做香草酸（hydroxamic acids)的化感物质。,利用化感作用控制杂草的方法,1.建立人工混交林，林粮间作，农作物间套种,

43、果树间作套种马铃薯,四、种群间相互关系在农业生产中的应用,柑橘青椒,柑橘花生,柑橘芝麻,柑橘红薯,种群间相互关系在农业生产中的应用1建立人工混交林，林粮间作，农作物间套种人工混交林、林粮间作、农作物间套作，是利用种群间的正相互作用，合理搭配林木及作物种群，以充分利用光能、水肥、空间及生长季节，提高光热等资源的转化利用效率，从而获得高的生产力。,2.稻田养鱼、养萍，稻鱼、稻萍混作,四、种群间相互关系在农业生产中的应用,3.蜜蜂与虫媒授粉作物的互利作用,四、种群间相互关系在农业生产中的应用,生物防治病虫害及杂草是根据种群竞争、捕食、寄生等负相互作用原理，利用一种生物种群压制另一种群，使其不能达到危害农作物的种群密度。,4.生物防治病虫害及杂草,四、种群间相互关系在农业生产中的应用,本章主要知识点,种群的概念和特征种群增长类型种群波动的形式和原因种群调节的机制和方式种间相互作用的类型种群间相互作用在农业生产中的应用,