12_生态学_种群调节.ppt

一、种群调节概念二、种群数量调节的基本理论三、植物种群密度制约与－3/2幂定律平衡密度：种群在生物群落中，与其他生物成比例地维持在某一特定密度水平上的现象叫种群的自然平衡，这个密度水平叫做平衡密度。种群调节（regulation）：种群离开其平衡密度后又返回到这一平衡密度的过程调节因素：能使种群回到原来平衡密度的因素称为调节因素。由于各种因素对自然种群的制约，种群不可能无限制地增长，最终都会趋向于相对平衡，而密度是调节其平衡的重要因素。研究生物种群数量变动的规律和影响数量变动的因素，特别是种群数量的自我调节能力，将有助于人们制定控制种群数量的措施，并对种群数量变动进行预测预报如制定防治害虫的规划，对害虫、害兽发生的测报，以及决定狩猎与采伐的合理度等，使理论与实践相结合，为生产服务（1）自然界中某一种群通常是在某一密度平衡点上下波动，波动可能是随机，也可能有规律。（2）种群的数量变动是由矛盾着的两组过程（出生与死亡、迁入与迁出）相互作用所决定的。其内外因素很多，是一个怎样的相互过程和结果？（3）研究种群调节的核心问题是：①什么力量制约着种群的增长？②什么机制决定着种群的平衡密度？生态学家提出许多不同的假说来解释种群动态及调节机制①Andrewartha和Birch根据对蓟马（Tripsimaginis）种群24年研究资料提出的。11-12月最大密度是天气条件所决定的，而与竞争等生物因素关系不大。②Greenbank(1956)发现，杉卷叶蛾种群数量的上升与连续的干旱晴朗的夏季有关。英国的Wyune-Edwards认为动物社群行为是调节种群的一种机制。以社群等级和领域性为例领域性（territory）则是动物个体、家庭或其他社群单位所占据的，并积极保卫不让同种其他成员侵入的空间。动物保护领域的各种行为称为领域行为（territorialbehavior）鸟类、兽类、某些昆虫都具有多样的领域行为，包括鸣叫、气体标志、威胁、直接进攻驱赶入侵者等Christian最初用内分泌调节解释哺乳动物的周期性数量变动，后来这个理论扩展为一般性学说。Christian认为，当种群数量上升时，种内个体经受的社群压力增加，加强了对中枢神经系统的刺激，影响了脑垂体和肾上腺的功能，使促生殖激素分泌减少和促肾上腺皮质激素增加生长激素的减少使生长和代谢发生障碍，有的个体可能因低血糖休克而直接死亡，多数个体对疾病和外界不利环境的抵抗能力可能降低种群增长因上述生理反馈机制而得到抑制或停止，从而又降低了社群压力内分泌调节主要适用于动物有两种观点：1）英国遗传学家Ford认为，当种群密度增高时，自然选择压力松驰下来，结果是种群内变异性增加，许多遗传型较差的个体存活下来，当条件回到正常时候，这些低质的个体由于自然选择压力增加而被淘汰，于是降低了种群内部的变异性。2）Chitty认为，种群中的遗传双态现象或遗传多态现象有调节种群的意义。例如在啮齿类中有一组基因型是高进攻性的，繁殖力较强，而另一组基因型是繁殖力较低，较适应于密集条件的，当前一组种群数量达到高峰时，由于社群压力增加，相互干涉增加，自然选择不利于高繁殖力的，而有利于适应密集的基因型，于是种群数量又趋下降。这样，种群就可进行自我调节。Chitty的学说是建立在种群内行为以及生理和遗传变化基础之上的。1.密度制约的基本思想当密度成为限制条件时，密度就是一种作用因素（生物学派）。种群密度高时效力大，密度低时效力小，这种作用的因素就叫做密度制约（densitydependence）动物的死亡率有的与密度有关（K选择者多见），有的与密度无关（如气候引起的死亡，r对策者多见）。随着密度的增加，动物产量表现为抛物线形变化，有一个最高产量密度植物与动物有明显的不同，植物的死亡率一般都与密度有关。同种植物的密度引起的死亡称为自疏（self-thining），由其它伴生植物密度引起的死亡称为他疏(alien-thinning)（种间关系）所有密度制约的结果是将最初大小不一的种群变成大体上具有恒定密度的种群。密度制约的死亡可使大的幼苗密度降至幅度较小的成年株密度。密度制约的生育力可使密度相差悬殊的植物种群产生近似数量的种子即所谓“最终产量恒定法则”种内的“密度制约”又称为自动调节学派在密集而生长旺盛的同龄植物种群中,如果在没有其他物种的竞争和非密度制约因子(如火、干旱、疾病等)的胁迫下,个体的死亡或稀疏是由种内竞争引起的,在稀疏过程中平均个体质量与种群密度间存在着以-3/2次幂的幂函数关系。－3/2幂定律：日本学者Yoda（1963）等认为，植物种群在其自疏过程中，植物个体平均重量（W）与种