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第二节 种群的基本特征
作者:中山大学    文章来源:生态学网络课程    点击数:3476    更新时间:2009/1/30
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第二节 种群的基本特征

1、分布格局(distribution pattern)

种群内个体的空间分布方式或配置特点,称为种群空间分布格局(种群空间格局)。种群空间格局大致可分为3类:均匀型(uniform);随机型(random);成群型(clumpeoc)(图3-1)。

随机分布中每一个体在种群领域中各个点上出现得机会是相等的,并且某一个体的存在不影像其他个体的分布。随机分布比较少见,因为在环境资源分布均匀,种群内个体间没有彼此吸引或排斥的情况下,才易产生随机分布。例如,森林地被层中的一些蜘蛛,面粉中的黄粉虫。

均匀分布的主要原因,是由于种群内个体间的竞争。例如,森林中植物为竞争阳光(树冠)和土壤中营养物(根际),沙漠中植物为竞争水分。分泌有毒物质于土壤中以阻止同种植物籽苗的生长是形成均匀分布的另一原因。成群分布是最常见的内分布型。成群分布形成的原因是:环境资源分布不均匀,富饶与贫乏相嵌;植物传播种子方式使其以母株为扩散中心;动物的社会行为使其结合成群。

空间格局的检验方法很多,如Grieg-Smith(1952)提出的等级方差分析法(hierarchical analgsis of variance);M.D.Hill(1973)的三项轨迹分差法(threeterm local variance analysis);B.D.Ripley(1978)的谱分析法(spectral analysis);杨持等(1983)的二维网函数插值法(two dimentional net function interpolation method)。

最常用的检验指标是方差/平均数比率,即s2/m。其中,

方差/平均数比率中m的值

式中:x--样方中某个体数;f--含x个体样方的出现频率;n--样本总数。若s2/m=0,属均匀分布;若s2/m=1,属随机分布;若s2/m显著地>1,属成群分布。

2、年龄结构(age structure)

种群的年龄结构是指不同年龄组的个体在种群内的比例和配置情况。研究种群的年龄结构和性比对深入分析种群动态和进行预测具有重要价值。种群的年龄结构通常用年龄锥体表示。年龄锥体图是以不同宽度的横柱从上到下支配而成的图(图3-2)。横柱的高低位置表示不同年龄组,宽度表示各年龄组的个体数或百分比。按锥体形状,年龄锥体可划分为3个基本类型:

①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,而老体个体较小,种群的出生率大于死亡率,是迅速增长的种群。

②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。出生率与死亡率大致相平衡,种群稳定。

③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而老体比例增大,种群的死亡率大于出生率。

3、性比(Sex ration)

性比是种群中雄性个体和雌性个体数目的比例,受精卵的雄性个体与雌性个体数目大致是50∶50,这叫第一性比;幼体成长到性成熟这段时间里,由于种种原因,雄性个体与雌性个体数目比还要继续变化,到个体成熟时为止, 对 的比例叫第二性比;以后还会有充分成熟的个体性比,叫第三性比。性比对种群的配偶关系及繁殖潜力有很大影响。在野生种群中,因性比的变化会发生配偶关系及交配行为的变化,这是种群自然调节的方式之一。

4、生命表(life table)

生命表(life table)是指列举同生群在特定年龄中个体的死亡和存活比率的一张清单。简单的生命表只是根据各年龄组的存活或死亡数据编制,综合生命表则包括出生出生数据,从而能估计种群的增长。

Conell(1970)对某岛固着在岩石上的所有藤壶(Balanus glandula)进行逐年的存活观察,并编制了藤壶生命表(见表3-1)。表中x为年龄的分段;nx为x期开始时的存活数;1x为x期开始时的存活率;dx为从x到x+1的死亡数;qx为从x到x+1的死亡率;ex为x期开始时的生命期望或平均余年。

Tx和Lx栏一般不可列入表中。Lx是从x到x+1期的平均存活数,即Lx=(nx+nx+1)/2。Tx则是进入x龄期的全部个体在进入x期以后的存活个体总年数,即Tx=∑Lx。例如,T0=L0+L1+L2+L3+…,T1=L1+L2+L3+…。

从这个生命表可获得3方面信息:

①存活曲线(survivorship curve)。以lgnx栏对x栏作图可得存活曲线。存活曲线直观地表达了该同生群(cohort)的存活过程。Deevey(1947)曾将存活曲线分为三个类型(图3-3):

Ⅰ型:曲线凸型,表示在接近生理寿命前只有少数个体死亡。

Ⅱ型:曲线呈对角线,各年龄死亡率相等。

Ⅲ型:曲线凹型,幼年期死亡率很高。

藤壶的存活曲线接近Ⅰ型。

②死亡率曲线。以qx栏对x栏作图。藤壶在第一年死亡率很高,以后逐渐降低,接近老死时死亡率迅速上升。

③生命期望,ex表示该年龄期开始时的平均能存活的年限。e0为种群的平均寿命。

(1)动态生命和静态生命表

藤壶生命表是根据对同年出生的所有个体进行存活数动态监察资料编制而成。这类生命表称为同生群生命表,或称动态生命表。另一类为静态生命表,是根据某一特定时间对种群作一年龄结构调查资料编制成的(表3-2)。动态生命表中个体经历了同样的环境条件。因此,编制静态生命表等于假定群种所经历的环境是没有变化的,有的学者对静态生命表持怀疑态度,但在难以获得动态生命表数据时,如果将静态生命表应用得法,还是有价值的。

(2)综合生命表

综合生命表与简单生命表不同之处在于除lx栏外,增加了mx栏。mx栏,描述了各年龄的出生率。表3-3为猕猴的综合生命表。

综合生命表同时包括了存活率和出生率两方面数据,将两者相乘,并累加起来(R0=lxmx值),即得净生殖率(net reproductive rate)。R0还代表该种群(在生命表所包括特定时间中的)世代净增值率。猕猴生命表的R0=3.096,表示猕猴数经一世代后平均增长到原来的3.096倍。该生命表中kx是表示年龄组死亡率的指标,它由lx 栏导出,即kx=lglx-lglx+1。

总之,生命表的实质是系统描述种群的生命过程,综合记录了种群生命过程的重要数据,是种群的一个重要特征之一,也是研究种群数量动态必不可少的方法。然而,由于生物的生活史五花八门,生命表的型式也随之有很大区别。

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