植物種群生態(tài)學(xué)動(dòng)態(tài)和調(diào)節(jié)

1、植 物 生 態(tài) 學(xué) －－種群生態(tài)學(xué)部分,第八章 植物種群的分布與數(shù)量第九章 植物種群的動(dòng)態(tài)和調(diào)節(jié)第十章 植物種群的質(zhì)量和種間關(guān)系,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),2,第九章 植物種群的動(dòng)態(tài)和調(diào)節(jié),種群動(dòng)態(tài)的描述影響植物種群動(dòng)態(tài)的因素植物種群的調(diào)節(jié),2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),3,1 植物種群動(dòng)態(tài)描述1.1 生命表,生命表首先是為了估計(jì)不同年齡人群的保險(xiǎn)金而設(shè)計(jì)出來(lái)的，因此生命表將種群

2、按照年齡級(jí)進(jìn)行劃分，每一個(gè)年齡級(jí)都具有特定的死亡危險(xiǎn)。動(dòng)態(tài)生命表：編制生命表最簡(jiǎn)單的方法是在一個(gè)同生群內(nèi)跟蹤所有個(gè)體的命運(yùn)，從出生到這個(gè)同生群的最后一個(gè)成員死亡。這一程序的結(jié)果將得到一張動(dòng)態(tài)生命表(dynamic life table)，又稱(chēng)為特定年齡(水平)生命表。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),4,1 植物種群動(dòng)態(tài)描述1.1 生命表：藤壺動(dòng)態(tài)生命表,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),5,1 植物種群動(dòng)態(tài)描述1.1 有

3、關(guān)生命表的幾個(gè)基本概念,同生群cohort: 同時(shí)出生或出現(xiàn)時(shí)間相似的幼苗形成一個(gè)同生群，同生群在種群統(tǒng)計(jì)里面是一個(gè)特別重要的單位。從時(shí)間上跟蹤同生群可以獲得大量有用的信息。存活數(shù)(nx)存活率(lx)死亡數(shù)(dx)死亡率(qx)平均存活數(shù)(Lx)：指x到x+1期的平均存活數(shù)ex為x期開(kāi)始以后的生命期望或平均余年,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),6,1 植物種群動(dòng)態(tài)描述1.1 生命表,靜態(tài)生命表：但是在時(shí)間上跟蹤某些長(zhǎng)

4、壽命的生物，比如某些樹(shù)木，是不現(xiàn)實(shí)的。在這種情況下，通常采用另一種方法，即某一時(shí)間斷面上種群的年齡結(jié)構(gòu)來(lái)估計(jì)特定年齡的死亡危險(xiǎn)。這種方法我們將得到靜態(tài)生命表(static life table)，又稱(chēng)為特定時(shí)間(垂直)生命表。綜合生命表：包括種群繁殖信息（出生率）的生命表。圖解生命表：以圖形記錄的方式將種群數(shù)量變動(dòng)過(guò)程以流程圖的形式表示，并標(biāo)記各變量的數(shù)值，具有直觀和方便的特點(diǎn)。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),7,圖解表示動(dòng)態(tài)

5、生命表和靜態(tài)生命表的區(qū)別,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),8,圖解生命表Nt指時(shí)間t時(shí)種群個(gè)體數(shù)Nt+1為t+1時(shí)的成熟個(gè)體數(shù)p為成株存活率F為生育力，即平均每株產(chǎn)生種子數(shù)g為種子萌發(fā)率e成長(zhǎng)率，即幼苗成長(zhǎng)為成株的比率,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),9,1 植物種群動(dòng)態(tài)描述1.1 存活曲線(xiàn),存活曲線(xiàn)（survival curves）是以生物的相對(duì)年齡（絕對(duì)年齡占平均壽命的百分?jǐn)?shù)）為橫坐標(biāo)，再以各年齡段的存活率l

6、x為縱坐標(biāo)所繪制出來(lái)的曲線(xiàn)，表示種群的存活率隨時(shí)間的變化過(guò)程（根據(jù) Odum 1971）。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),10,存活曲線(xiàn)（survival curves）的三種類(lèi)型Ⅰ型：凸型存活曲線(xiàn)，表示種群的達(dá)到生理壽命之前只有少數(shù)個(gè)體死亡，大部分個(gè)體都能活到生理壽命，直到生命末期死亡率才上升。人和一些大型哺乳動(dòng)物屬于這一類(lèi)。Ⅱ型：對(duì)角線(xiàn)型，種群各年齡期的死亡率基本相似，這種類(lèi)型較少見(jiàn)。與Ⅱ型相近的還有兩種，即階梯型(B1)

7、和 S型(B3)。很多植物的存活曲線(xiàn)大致上屬于Ⅱ型曲線(xiàn)中的某種類(lèi)型。Ⅲ型： 凹型曲線(xiàn)，幼年期死亡率很高，只有少數(shù)個(gè)體能夠存活到生理壽命。這類(lèi)生物一般具有很強(qiáng)的繁殖能力。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),11,1 植物種群動(dòng)態(tài)描述1.3 種群增長(zhǎng)模型,（一）與密度無(wú)關(guān)的種群增長(zhǎng)模型假定種群所處的環(huán)境空間與食物等資源是無(wú)限的，其增長(zhǎng)率就不會(huì)因種群本身的密度變化受到影響。因此可以稱(chēng)為與密度無(wú)關(guān)的增長(zhǎng)或非密度制約性增長(zhǎng)。與密度無(wú)關(guān)

8、的種群增長(zhǎng)，又可以分為離散的和連續(xù)的兩類(lèi)，這里介紹連續(xù)的種群增長(zhǎng)模型(指數(shù)增長(zhǎng)模型)。應(yīng)用條件：a.增長(zhǎng)是無(wú)限制的；b.具有世代重疊；c.沒(méi)有遷出和遷入；d.具有年齡結(jié)構(gòu)。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),12,這種模型是一個(gè)簡(jiǎn)單的微分方程，將種群變化率dN/dt與任何時(shí)候的種群大小N(t)聯(lián)系起來(lái)。其積分形式為 Nt=N0ert這個(gè)公式就是我們所需要的描述連續(xù)性變動(dòng)種群動(dòng)態(tài)的基本模型之一，稱(chēng)為指數(shù)增長(zhǎng)模型。 這里其中

9、e為自然對(duì)數(shù)的底，r代表了種群的瞬時(shí)增長(zhǎng)率（與密度無(wú)關(guān)）。如果r＞0，種群上升；r=0，種群穩(wěn)定；r＜0，種群下降。,（一）與密度無(wú)關(guān)的種群增長(zhǎng)模型,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),13,（一）與密度無(wú)關(guān)的種群增長(zhǎng)模型,例如初始種群N0=100，r=0.5/雌年，則以后的種群數(shù)量為 0（年） 100 1 100e0.5=165 2 100e1

10、.0=272 3                 100e1.5=448 ………… 以種群大小為縱坐標(biāo)，時(shí)間為橫坐標(biāo)作圖，得到以下指數(shù)增長(zhǎng)模型圖：,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),14,（一）與密度無(wú)關(guān)的種群

11、增長(zhǎng)模型,以種群大小Nt對(duì)時(shí)間作圖，得到種群增長(zhǎng)曲線(xiàn)為一“J”型曲線(xiàn)。但如果以logNt 對(duì)時(shí)間t作圖，則變?yōu)橹本€(xiàn)。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),15,（一）與密度無(wú)關(guān)的種群增長(zhǎng)模型,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),16,1 植物種群動(dòng)態(tài)描述1.3 種群增長(zhǎng)模型,（二）與密度有關(guān)的種群增長(zhǎng)模型具有密度效應(yīng)的種群連續(xù)增長(zhǎng)模型，與無(wú)密度效應(yīng)的種群增長(zhǎng)模型相比，增加了以下兩點(diǎn)考慮： a. 具有一個(gè)環(huán)境容

12、納量(K)，當(dāng)Nt=K時(shí)，種群為0增長(zhǎng)，即dN/dt=0； b. 增長(zhǎng)率隨密度上升而降低的變化是按比例的?；镜目紤]是每增加一個(gè)個(gè)體，就產(chǎn)生1/K的抑制影響?；蛘哒f(shuō)，每一個(gè)個(gè)體利用了1/K的“空間”，N個(gè)個(gè)體利用了N/K“空間”，而可供種群繼續(xù)增長(zhǎng)所利用的“剩余空間”只有(1-N/K)。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),17,按照以上二點(diǎn)假設(shè)，種群增長(zhǎng)將不再是“J”形，而是“S”形的?！癝”形曲線(xiàn)同樣具有兩個(gè)特點(diǎn)

13、： a.曲線(xiàn)上升是平滑的； b.曲線(xiàn)漸近于K值，即平衡密度?！癝”形曲線(xiàn)最簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型是在前述指數(shù)增長(zhǎng)方程上增加一個(gè)新的項(xiàng)，即(1-N/K)，于是我們有：這就是生態(tài)學(xué)上著名的邏輯斯諦方程(logistic equation)。右邊為其積分形式。,（二）與密度有關(guān)的種群增長(zhǎng)模型,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),18,（二）與密度有關(guān)的種群增長(zhǎng)模型,在種群增長(zhǎng)的早期，邏輯斯諦增長(zhǎng)與指數(shù)增長(zhǎng)相似，但是

14、隨著種群密度的增加，密度抑制效應(yīng)越來(lái)越強(qiáng)，邏輯斯諦增長(zhǎng)離指數(shù)增長(zhǎng)越來(lái)越遠(yuǎn)，當(dāng)接近K值時(shí)，種群增長(zhǎng)停止。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),19,（二）與密度有關(guān)的種群增長(zhǎng)模型,積分式中新出現(xiàn)的參數(shù)α，其值取決于N0 （初始密度），是表示曲線(xiàn)對(duì)于原點(diǎn)的相對(duì)位置的。此圖顯示無(wú)論起始數(shù)量如何，最后都趨向于K，即種群的平衡密度，或就是環(huán)境容量。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),20,（二）與密度有關(guān)的種群增長(zhǎng)模型,注：設(shè)N0＝1，r＝1

15、，K＝100表中顯示的數(shù)據(jù)說(shuō)明邏輯斯諦增長(zhǎng)內(nèi)在機(jī)制：a. 在N增長(zhǎng)逐漸接近K值的過(guò)程中，環(huán)境剩余空間越來(lái)越少，b. 種群增長(zhǎng)dN/dt由小變大，到達(dá)K/2時(shí)最大，以后又逐漸變小。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),21,（二）與密度有關(guān)的種群增長(zhǎng)模型,邏輯斯諦曲線(xiàn)常常劃分為五個(gè)時(shí)期：a.開(kāi)始期，也叫做潛伏期，由于種群個(gè)體數(shù)量很少，密度增長(zhǎng)緩慢；b.加速期，隨著種群個(gè)體數(shù)量增加，密度增長(zhǎng)逐漸加快；c.轉(zhuǎn)折期，當(dāng)個(gè)體數(shù)量達(dá)到飽和密度一半

16、(K/2)時(shí)，密度增長(zhǎng)最快；d.減速期，個(gè)體數(shù)超過(guò)K/2以后，密度增長(zhǎng)逐漸變慢；e.飽和期，種群個(gè)體數(shù)量達(dá)到或接近K值。邏輯斯諦模型中的兩個(gè)參數(shù)，r和K，均具有重要的生物學(xué)意義。r表示物種潛在的增殖能力，而K表示環(huán)境容納量，即特定環(huán)境中的平衡密度，理論上講，K是可以隨著環(huán)境條件的改變而發(fā)生變化的。r和K已經(jīng)成為生物進(jìn)化對(duì)策理論中的重要概念。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),22,邏輯斯蒂增長(zhǎng)實(shí)例,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué)

17、,23,邏輯斯蒂增長(zhǎng)實(shí)例,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),24,自然種群的數(shù)量動(dòng)態(tài),自然種群的增長(zhǎng)：J型和S型均可以見(jiàn)到,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),25,自然種群的數(shù)量動(dòng)態(tài),季節(jié)（變化）消長(zhǎng),2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),26,自然種群的數(shù)量動(dòng)態(tài),季節(jié)（變化）消長(zhǎng),2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),27,自然種群的數(shù)量動(dòng)態(tài),種群的波動(dòng),2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),28,自然種群的數(shù)量動(dòng)態(tài),種群的波動(dòng)：不規(guī)則

18、波動(dòng),2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),29,自然種群的數(shù)量動(dòng)態(tài),種群的波動(dòng)：周期性波動(dòng),2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),30,自然種群的數(shù)量動(dòng)態(tài),種群的波動(dòng)：周期性波動(dòng)加拿大猞猁與美洲兔,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),31,自然種群的數(shù)量動(dòng)態(tài),種群爆發(fā)種群平衡種群的衰落和滅亡,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),32,2 影響植物種群動(dòng)態(tài)的因素,生殖生態(tài)學(xué)特征是指植物個(gè)體生活史進(jìn)入生殖階段后所表現(xiàn)的生殖行為特征，

19、包括種子產(chǎn)量、生殖年齡、生殖次數(shù)、生殖分配、生殖價(jià)和生育力等。種群生活周期：即種群生活史特征。包括種子庫(kù)、幼苗同生群、開(kāi)花、種子生產(chǎn)、種子散布(種子雨)等方面。干擾與災(zāi)變,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),33,2 影響植物種群動(dòng)態(tài)的因素2.1 生殖生態(tài)學(xué)特征,生殖年齡與生殖次數(shù)生殖年齡是指植物從種子萌發(fā)到進(jìn)入有性生殖階段所經(jīng)歷的時(shí)間或年齡。植物種群在一定程度上可以提前或推遲生殖年齡以適應(yīng)環(huán)境條件變化，或者由于環(huán)境條件變化超出

20、其調(diào)節(jié)幅度使得有性生殖失敗，則發(fā)展出無(wú)性生殖來(lái)謀求生存和發(fā)展(進(jìn)入進(jìn)化盲端)。一次結(jié)實(shí)的植物，其種群世代是不重疊的和不連續(xù)的。根據(jù)其有性生殖過(guò)程當(dāng)年完成、第二年完成還是經(jīng)歷多年才完成，可以包括一年生、二年生和多年生植物。一、二年生一次性結(jié)實(shí)植物總是在生長(zhǎng)期結(jié)束之前以最多的適合生殖的個(gè)體來(lái)完成有性生殖，多年生一次結(jié)實(shí)植物往往是采用延遲有性生殖的方式，之前通過(guò)無(wú)性生殖和營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)備積蓄力量，等到適合生殖年齡(生命結(jié)束前)，傾力結(jié)籽，產(chǎn)生大量后

21、代(竹類(lèi))。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),34,2 影響植物種群動(dòng)態(tài)的因素2.1 生殖生態(tài)學(xué)特征,生殖年齡與生殖次數(shù)多次結(jié)實(shí)植物存在世代重疊，各次結(jié)實(shí)之間的間隔也不固定，可能是每年結(jié)實(shí)、隔年結(jié)實(shí)、間隔多年結(jié)實(shí)等幾種情況。最佳生殖頻率概念：植物種群的生殖年齡和生殖次數(shù)上植物種群對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)，其目的是提高種群的適合度，以便留下盡可能多的后代來(lái)取代自身的位置。因此Silvertown(1982)提出最佳生殖頻率的概念，認(rèn)為植

22、物種群能在各種不同環(huán)境條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)生殖頻率使其生態(tài)壽命更長(zhǎng)、能量利用率更高，即通過(guò)調(diào)節(jié)生殖頻率和生殖方式，使得其∑lxbx達(dá)到最大。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),35,2 影響植物種群動(dòng)態(tài)的因素2.1 生殖生態(tài)學(xué)特征,生殖分配生殖分配指在植物生活史中生殖器官耗用的營(yíng)養(yǎng)元素和積累的有機(jī)物質(zhì)占總同化產(chǎn)物的比例。其實(shí)質(zhì)是用于生殖的能量投入比例。實(shí)際應(yīng)用中將植物體干重分為生殖部分和非生殖部分。生殖分配是物種的生物學(xué)特性，不同環(huán)

23、境條件下植物積累有機(jī)物的總量可能不同，但其生殖分配的百分?jǐn)?shù)q卻能基本恒定。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),36,2 影響植物種群動(dòng)態(tài)的因素2.1 生殖生態(tài)學(xué)特征,繁殖價(jià)、生育力和剩余生殖價(jià)繁殖價(jià)實(shí)質(zhì)特定年齡個(gè)體在其死亡前產(chǎn)生后代(種子)的數(shù)目。對(duì)于一定年齡結(jié)構(gòu)的種群，其生殖價(jià)的表達(dá)式為：生育力：對(duì)植物種群來(lái)說(shuō)，特定年齡個(gè)體產(chǎn)生的種子數(shù)目就是生育力(bx)。剩余生殖價(jià)，種群開(kāi)始第一次生殖以后，其余生還能產(chǎn)生種子的數(shù)目，稱(chēng)為

24、剩余生殖價(jià)。其表達(dá)式為： RRV＝Vx－bx,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),37,生殖分配、生育力和剩余生殖價(jià)之間的關(guān)系：1. bx與RA同步增大(a)，理論模式；2. bx比RA增長(zhǎng)較慢(b)；3

25、. bx比RA增長(zhǎng)較快(c)對(duì)于b類(lèi)型的植物，在自然選擇條件下種群要達(dá)到最大種子產(chǎn)量，一般會(huì)盡可能多的把資源一次性投入生殖(一次性結(jié)實(shí))，在生活史前期提高存活率，生命終止前實(shí)現(xiàn)最大的生育力；對(duì)于c類(lèi)型的植物，主要是采用多次結(jié)實(shí)的生殖方式，即以較少的生殖投入，來(lái)實(shí)現(xiàn)較大的存活率和較多的生殖機(jī)會(huì)，以求得種群的上旬和發(fā)展。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),38,生殖分配、生育力和剩余生殖價(jià)概念的應(yīng)用,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué)

26、,39,(a)花旗松球果生產(chǎn)與木材生長(zhǎng)的關(guān)系；(b)哺乳期雌鹿與同年待生育雌鹿死亡率的比較；(c)輪蟲(chóng)現(xiàn)時(shí)生育力與未來(lái)存活的關(guān)系,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),40,2 影響植物種群動(dòng)態(tài)的因素2.1 生殖生態(tài)學(xué)特征,繁殖策略： r－K選擇K-選擇：MacArthur(1962)認(rèn)為在熱帶雨林氣候條件穩(wěn)定，自然災(zāi)害比較少，動(dòng)物的繁殖有可能接近環(huán)境容量，也就是接近邏輯斯諦方程中的飽和密度(K)，故在穩(wěn)定的環(huán)境中，誰(shuí)能更好的利用環(huán)境

27、承載力，誰(shuí)的競(jìng)爭(zhēng)能力更強(qiáng)，也就是誰(shuí)能達(dá)到更高的K值，對(duì)誰(shuí)就更有利。有利于增加物種競(jìng)爭(zhēng)力的選擇稱(chēng)為 K-選擇；具有K選擇的物種稱(chēng)為 K-對(duì)策者。K-對(duì)策者是穩(wěn)定環(huán)境的維護(hù)者，因此在一定意義上它們是保守主義者，當(dāng)生存環(huán)境發(fā)生災(zāi)變時(shí)，它們很難迅速恢復(fù)，如果加上競(jìng)爭(zhēng)者的抑制，就很可能走向滅絕。如大型脊椎動(dòng)物，大多數(shù)森林樹(shù)種等。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),41,2 影響植物種群動(dòng)態(tài)的因素2.1 生殖生態(tài)學(xué)特征,繁殖策略： r－K選擇

28、r-選擇：和上述情況相反，在環(huán)境不穩(wěn)定的地方自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，誰(shuí)具有較高的繁殖力對(duì)誰(shuí)就更有利。通常用來(lái)表示繁殖力高低的測(cè)度是內(nèi)稟增長(zhǎng)率 (rm)。在不穩(wěn)定的環(huán)境中，誰(shuí)具有較高的 rm 是有利的。有利于增加物種內(nèi)稟增長(zhǎng)率的選擇稱(chēng)為 r-選擇，具有r-選擇的物種稱(chēng)為 r-對(duì)策者。r-對(duì)策者是新生境的開(kāi)拓者，但是存活要靠機(jī)會(huì)了，所以在一定意義上它們是機(jī)會(huì)主義者，很容易出現(xiàn)突然的爆發(fā)和猛烈的破產(chǎn)。例如很多無(wú)脊椎動(dòng)物比如昆蟲(chóng)，一年生植物、農(nóng)田

29、雜草、蕪原植物等。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),42,2 影響植物種群動(dòng)態(tài)的因素2.1 生殖生態(tài)學(xué)特征,Southwood (1974) 用圖解描述了r-對(duì)策者和r-對(duì)策者種群動(dòng)態(tài)的不同特點(diǎn)。橫坐標(biāo)表示種群在時(shí)間t的數(shù)量，縱坐標(biāo)為時(shí)間t+1的數(shù)量，虛線(xiàn)表示時(shí)間t和t+1數(shù)量相等。曲線(xiàn)位于虛線(xiàn)上面時(shí)表示個(gè)體數(shù)量在增長(zhǎng)，反之則在下降。從圖中可以看出，K-對(duì)策種群具有兩個(gè)平衡點(diǎn)，一個(gè)是穩(wěn)定平衡點(diǎn)S，另一個(gè)是不穩(wěn)定平衡點(diǎn)X（絕滅點(diǎn)

30、）。當(dāng)種群數(shù)量高于或低于S是，都趨向于S；在X點(diǎn)處，若種群數(shù)量高于X，種群尚能夠回升到S，但是一旦種群數(shù)量低于X，種群必然走向滅亡。這正是地球上許多珍惜瀕危動(dòng)物所面臨的問(wèn)題。例如大熊貓、華南虎等就屬于此類(lèi)。r-對(duì)策者只有一個(gè)穩(wěn)定平衡點(diǎn)S，而沒(méi)有絕滅點(diǎn)，即使在種群密度很低的情況下，也能夠迅速回升到穩(wěn)定平衡點(diǎn)S附近。這就是很多有害生物如農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)、鼠害與雜草等難以消滅的原因。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),43,2 影響植物種群動(dòng)態(tài)的

31、因素2.1 生殖生態(tài)學(xué)特征 r-對(duì)策者和r-對(duì)策者種群動(dòng)態(tài)特點(diǎn),2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),44,2 影響植物種群動(dòng)態(tài)的因素2.2 種群生活史特征,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),45,2 影響植物種群動(dòng)態(tài)的因素2.2 種群生活史特征,植物的種子和無(wú)性繁殖體構(gòu)成植物的潛在種群。種子雨(種子流)：是指單位時(shí)間和空間(生境)范圍內(nèi)，種子輸入和輸出的量。也就是特定時(shí)間從母株上降落的種子數(shù)量。種子庫(kù)是單位面積(容積)的土壤

32、中貯存的種子量。有的植物的種子成熟以后仍然存留在樹(shù)冠而不降落，稱(chēng)為冠層種子庫(kù)。種子庫(kù)所含有的種子是遺傳異質(zhì)性的，新萌發(fā)的幼苗具有不同的基因型，對(duì)于種群適應(yīng)多變的環(huán)境和種群的進(jìn)化十分有利。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),46,2 影響植物種群動(dòng)態(tài)的因素2.2 種群生活史特征,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),47,2 影響植物種群動(dòng)態(tài)的因素2.2 種群生活史特征,芽庫(kù)或其他繁殖體：芽庫(kù)是植物構(gòu)件種群補(bǔ)充的重要來(lái)源。植物中普遍

33、存在的各種特殊的營(yíng)養(yǎng)繁殖器官，如根莖、塊莖、匍匐莖、鱗莖和珠芽等，它們都有許多休眠芽，構(gòu)成植物種群的芽庫(kù)。芽庫(kù)的生物學(xué)效果顯然不同于種子庫(kù)。體現(xiàn)在：1)休眠芽總是集團(tuán)分布的；2)具有相同的遺傳基因；3)休眠芽之間存在著相互制約。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),48,2 影響植物種群動(dòng)態(tài)的因素2.2 種群生活史特征,種子傳播：種子傳播主要依靠風(fēng)力和動(dòng)物的攜帶，這一過(guò)程受到傳播障礙(自然障礙如高山河流海洋等及生態(tài)障礙如生境溫度等)

34、和傳播力(植物種子傳播的固有特性)的影響。種子萌發(fā)環(huán)境篩安全島,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),49,2 影響植物種群動(dòng)態(tài)的因素2.3 干擾與災(zāi)變,種群還受到外界環(huán)境條件變化的影響，尤其是干擾和災(zāi)變的影響很大。對(duì)于植物種群來(lái)說(shuō)，火燒、臺(tái)風(fēng)、氣候反常和劇烈的變溫等，都對(duì)種群動(dòng)態(tài)構(gòu)成顯著影響。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),50,3 植物種群的調(diào)節(jié)3.1 密度制約,自疏：自疏是指同一種群隨著年齡增長(zhǎng)和個(gè)體的增大，部分個(gè)

35、體死亡而種群密度降低的現(xiàn)象。自疏決定于種群的鄰接效應(yīng)。當(dāng)種群密度很低或個(gè)體很小，個(gè)體之間爭(zhēng)奪資源不激烈；但如果密度很大或個(gè)體很大，以至于棲息地資源有限時(shí)，個(gè)體之間的相互競(jìng)爭(zhēng)就變得激烈，自疏就會(huì)發(fā)生。他疏：他疏是指不同植物種群之間，由于某一種群密度增加和個(gè)體增長(zhǎng)，引起另一個(gè)種群個(gè)體死亡和密度降低的現(xiàn)象。他疏涉及到不同種群的競(jìng)爭(zhēng)，決定于種群自身的競(jìng)爭(zhēng)力(生殖生態(tài)學(xué)、生活史以及植物體耐受性和抗性等，另見(jiàn)種間關(guān)系部分)。,2024/3/19,

36、植物種群生態(tài)學(xué),51,3 植物種群的調(diào)節(jié)3.1 密度制約,最終產(chǎn)量衡值法則：Donald 按不同播種密度種植三葉草(Trifolium subterraneus)，并分別在第62天、131天和181天收割觀察其產(chǎn)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然第62天的產(chǎn)量和密度呈正相關(guān)，但是到了181天時(shí)，產(chǎn)量于密度無(wú)關(guān)，即在很大的播種密度范圍內(nèi)其最終產(chǎn)量是相等的，這就是所謂最終產(chǎn)量衡值法則。,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),52,3 植物種群的調(diào)節(jié)3.1

37、 密度制約：最終產(chǎn)量衡值法則,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),53,3 植物種群的調(diào)節(jié)3.1 密度制約,－3/2次冪定律 日本學(xué)者Yoda等(1963)，提出自疏過(guò)程中存活個(gè)體的平均干重(W)與種群密度之間的關(guān)系式：W＝Cd－α 兩邊取對(duì)數(shù)得：lgW＝lgC－αlgd英國(guó)生態(tài)學(xué)家Harper(1981)對(duì)黑麥草(Lolium perenne)的研究發(fā)現(xiàn)α是一個(gè)衡值，等于－3/2。,2024/3/19

38、,植物種群生態(tài)學(xué),54,3.1 密度制約： －3/2次冪定律,黑麥草(Lolium perenne)：最高密度樣方中首先出現(xiàn)自疏，垂直線(xiàn)向左拐表示因自疏出現(xiàn)密度下降。t1、t2、t3等表示取樣時(shí)間。兩邊取對(duì)數(shù)，則得到一直線(xiàn)，直線(xiàn)的斜率等于-3/2,2024/3/19,植物種群生態(tài)學(xué),55,3 植物種群的調(diào)節(jié)3.2 非密度制約,環(huán)境條件變化：溫度、濕度和風(fēng)等光資源制約二氧化碳的限制其他營(yíng)養(yǎng)元素限制等 非密度制約因素