《農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)》第二章生態(tài)系統(tǒng)中的生物與環(huán)境

1、第二章第二章 生態(tài)系統(tǒng)中的生物與環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中的生物與環(huán)境 第一節(jié)第一節(jié) 個(gè)體生態(tài)學(xué)關(guān)系個(gè)體生態(tài)學(xué)關(guān)系生物環(huán)境1. 環(huán)境為生物提供能量和物質(zhì)；2. 環(huán)境為生物的生長和分布起限制和制約作用。1. 生物通過形態(tài)、生理、生化機(jī)制適應(yīng)變化。2. 生物通過不同途徑不斷影響和建造環(huán)境。農(nóng)業(yè)生物的環(huán)境結(jié)構(gòu)農(nóng)業(yè)生物的環(huán)境結(jié)構(gòu)一、一、 環(huán)境與生物的基本概念環(huán)境與生物的基本概念 （一）自然環(huán)境（一）自然環(huán)境 定義：生態(tài)系統(tǒng)中作用于生物的外界條件的總和。 按環(huán)境性質(zhì)分類按環(huán)境性質(zhì)分類自然環(huán)境半自然環(huán)境人工環(huán)境生物圈大氣圈土壤圈巖石圈水圈太陽人工環(huán)境人工營造森林、人工營造森林、草地、草地、防風(fēng)林、防風(fēng)林、水保林、水保

2、林、水利工程水利工程無土栽培環(huán)境、無土栽培環(huán)境、大棚溫室環(huán)境、大棚溫室環(huán)境、集約化養(yǎng)殖環(huán)境集約化養(yǎng)殖環(huán)境人工影響環(huán)境人工影響環(huán)境人工建造環(huán)境人工建造環(huán)境（二）生境（二）生境 定義：在環(huán)境條件的制約下，具有特定生態(tài)特性的生物種和生物群落，只能在特定的小區(qū)域中生存，這個(gè)小區(qū)域就稱為該生物種或生物群落的生境生境 。 生境也稱棲息地棲息地 。（三）生態(tài)因子（三）生態(tài)因子 自然環(huán)境中一切影響生物生命活動(dòng)的因子均稱為生態(tài)因子生態(tài)因子 （ ecological factor ）。 生態(tài)因子間相互結(jié)合、制約、影響，構(gòu)成了豐富多彩的環(huán)境條件環(huán)境條件。1.生態(tài)因子按性質(zhì)分類生態(tài)因子按性質(zhì)分類（1）氣候因子（2）土

3、壤因子（3）地形因子（4）生物因子（5）人為因子2.周期變動(dòng)生態(tài)因子分為周期變動(dòng)生態(tài)因子分為第一性周期因素第一性周期因素 由地球自轉(zhuǎn)或公轉(zhuǎn)及月相變化：光、溫、潮汐次生性周期因素次生性周期因素 取決于第一性周期因素，如大氣濕度、降水非周期性因素非周期性因素 突發(fā)性或間斷性出現(xiàn)的因素，如暴雨、山洪、地震3.生態(tài)因子綜合作用定律生態(tài)因子綜合作用定律（1）生態(tài)因子的綜合作用（2）生態(tài)因子的交互作用（3）生態(tài)因子作用的主次（4）直接作用和間接作用（5）生態(tài)因子的階段性作用（6）不可代替性和補(bǔ)償作用（1）生態(tài)因子的綜合作用）生態(tài)因子的綜合作用 單因子的變化，必將引起其他因子不同程度的響應(yīng)。 如一個(gè)地區(qū)濕潤

4、程度決定于： 降水量；降水量； 水分支出（蒸發(fā)、蒸騰、徑流和滲漏）水分支出（蒸發(fā)、蒸騰、徑流和滲漏） 蒸散是太陽輻射、溫度、大氣相對濕度、蒸散是太陽輻射、溫度、大氣相對濕度、風(fēng)速及地表覆蓋等諸因素綜合作用的結(jié)果。風(fēng)速及地表覆蓋等諸因素綜合作用的結(jié)果。（2）生態(tài)因子的交互作用）生態(tài)因子的交互作用 定義：由于各生態(tài)因子相互作用，其效應(yīng)相互疊加疊加、互相抵消抵消或互不相干互不相干，稱為交交互作用?；プ饔?。 作物施作物施N、P、K三種肥料綜合增產(chǎn)效果三種肥料綜合增產(chǎn)效果 單單施三種肥增產(chǎn)效果之和施三種肥增產(chǎn)效果之和（3）生態(tài)因子作用的主次）生態(tài)因子作用的主次 主導(dǎo)因子主導(dǎo)因子：諸多生態(tài)因子中，有一個(gè)或

5、少數(shù)幾個(gè)對生物起主要的、決定性作用的因子，稱為主導(dǎo)因子。 光合作用：光合作用：光強(qiáng)是主導(dǎo)因子，T、CO2次要。 春化作用：春化作用：溫度是主導(dǎo)因子，光、濕度次要。 主導(dǎo)因子 次要因子 （4）直接作用和間接作用）直接作用和間接作用 對生物直接作用：對生物直接作用： 光照、溫度、水分； 對生物間接作用：對生物間接作用： 地形起伏、坡向、海拔高度、經(jīng)緯度（5）生態(tài)因子的階段性作用）生態(tài)因子的階段性作用玉米不同生長階段對水分和溫度要求不同玉米不同生長階段對水分和溫度要求不同（6）不可代替性和補(bǔ)償作用）不可代替性和補(bǔ)償作用植物光合作用中光和二氧化碳同等重要不可替代；植物光合作用中光和二氧化碳同等重要不可

6、替代；一定范圍內(nèi)可增加二氧化碳濃度來補(bǔ)償光照不足。一定范圍內(nèi)可增加二氧化碳濃度來補(bǔ)償光照不足。二、生態(tài)作用的基本規(guī)律二、生態(tài)作用的基本規(guī)律（一）最小因子定律（一）最小因子定律 德國化學(xué)家李比西李比西（ Justus Liebig）提出“植物的生長取決于數(shù)量最不足數(shù)量最不足的那一種營養(yǎng)物質(zhì)”，即最小因子定律最小因子定律。隨著環(huán)境變化，最小因子之間可相互轉(zhuǎn)化E.P. Odum(1973)對最小因子作補(bǔ)充(1)最小因子可以相互轉(zhuǎn)化。如NPK施肥(2)這一定律只有在相對穩(wěn)定狀態(tài)下才能運(yùn)用。(3)要考慮因子間的相互作用。限制因子限制因子 限制因子：限制因子：當(dāng)某種生態(tài)因子不足或過量不足或過量都會影響生物

7、的生存和發(fā)展，該因子即為限制因子。 限制因子特性：限制因子特性： 相對的； 局部性； 暫時(shí)性。（二）謝爾福德耐性定律（二）謝爾福德耐性定律 定義：定義：即對具體生物來說，各種生態(tài)因子都存在著一個(gè)生物學(xué)的上限和下限上限和下限（或稱“閥值”），它們之間的幅度它們之間的幅度就是該種生物對某一生態(tài)因子的耐性范圍（又稱耐性限度）。E. P. Odum （ 1973 ）等對耐性定律）等對耐性定律作了如下補(bǔ)充：作了如下補(bǔ)充： （ 1 ）同一種生物對各種生態(tài)因子的耐性范圍不同，對一個(gè)因子耐性范圍很廣，而對另一因子的耐性范圍可能很窄。 （ 2 ）不同種生物對同一生態(tài)因子的耐性范圍不同。 對主要生態(tài)因子耐性范圍廣

8、的生物種，其分布也廣。 （ 3 ）同一生物在不同的生長發(fā)育階段對生態(tài)因子的耐性范圍不同。通常在生殖生長期生殖生長期對生態(tài)條件的要求最嚴(yán)格，繁殖的個(gè)體、種子、卵、胚胎、種苗和幼體的耐性范圍一般都要比非繁殖期的要窄。例如，光周期感應(yīng)期內(nèi)對光周期要求很嚴(yán)格。 （ 4 ）由于生態(tài)因子的相互作用，當(dāng)某個(gè)生態(tài)因子不是處在適宜狀態(tài)時(shí)，則生物對其它一些生態(tài)因子的耐性范圍將會縮小。謝爾福德耐性定律補(bǔ)充謝爾福德耐性定律補(bǔ)充 （ 5 ）同一生物種內(nèi)的不同品種，長期生活在不同的生態(tài)環(huán)境條件下，對多個(gè)生態(tài)因子會形成有差異的耐性范圍，產(chǎn)生生態(tài)型分化。 耐性范圍 適應(yīng)性 生物：廣適性生物和窄適性生物。謝爾福德耐性定律補(bǔ)充謝

9、爾福德耐性定律補(bǔ)充三三.生物對自然環(huán)境的適應(yīng)生物對自然環(huán)境的適應(yīng)（一）生活型（一）生活型（ life form）由于環(huán)境對生物的限制作用，不同種不同種的生物長期生存在相同相同的自然生態(tài)條件和人為培育條件下，會發(fā)生趨同適應(yīng)趨同適應(yīng)，經(jīng)過自然選擇和人工選擇形成具有類似類似形態(tài)、生理和生態(tài)特性的物種類群稱為生活型生活型 。 生活型是生物對綜合環(huán)境條件的長期適應(yīng)，而在外貌上反映出相似性和一致性的生物類型 。 生活型是種以上種以上的單位。生活型例證生活型例證（1）生活型例證生活型例證（2）生活型例證生活型例證（3）植物生活型例證植物生活型例證（3）（二）生態(tài)型（二）生態(tài)型（ecotypeecotype）

10、 定義：同種生物同種生物的不同不同個(gè)體群，長期生存在不同不同的自然生態(tài)條件和人為培育條件下，發(fā)生趨異適應(yīng)趨異適應(yīng)，并經(jīng)自然選擇和人工選擇而分化形成的生態(tài)、形態(tài)和生理特性不同不同的可以遺傳的類群，稱為生態(tài)型。植物生態(tài)型分類植物生態(tài)型分類 1 1、氣候生態(tài)型：、氣候生態(tài)型：長期適應(yīng)不同的光周期、氣溫和降水等氣候因子而形成的各種生態(tài)型。 如：水稻早、中、晚稻屬于不同的光照生態(tài)型； 秈稻、粳稻是不同的溫度生態(tài)型。 2 2、土壤生態(tài)型：、土壤生態(tài)型：長期在不同的土壤水分、溫度和肥力等自然和栽培條件作用下分化而形成。 如：水稻和陸稻主要由于土壤水分條件的不同而分化形成的土壤生態(tài)型。 3 3、生物生態(tài)型：、

11、生物生態(tài)型：是指主要在生物因子的作用下形成的生態(tài)型。 如：各種作物對病、蟲、草具有不同抗性的品種群。 植物生態(tài)型氣候生態(tài)型氣候生態(tài)型土壤生態(tài)型土壤生態(tài)型生物生態(tài)型生物生態(tài)型生活型種種生態(tài)型分布區(qū)域和季節(jié)越廣的生物，生態(tài)型越多。生態(tài)型越單一的物種，適應(yīng)性越窄。（三）生態(tài)位（三）生態(tài)位（nicheniche） 生態(tài)位定義：生態(tài)位定義：生物完成其正常生活周期所表現(xiàn)的對特定生態(tài)因子的綜合適應(yīng)位置。 即用某一生物的每一個(gè)生態(tài)因子為一維（ Xi ），以生物對生態(tài)因子的綜合適應(yīng)性（ y ）為指標(biāo)構(gòu)成的超幾何空間。（三）生態(tài)位（三）生態(tài)位（nicheniche） 物種對環(huán)境的潛在綜合適應(yīng)范圍，稱為基礎(chǔ)生態(tài)位。

12、基礎(chǔ)生態(tài)位。而實(shí)際占據(jù)的生態(tài)位稱實(shí)際生態(tài)位實(shí)際生態(tài)位。實(shí)際生態(tài)位 基礎(chǔ)生態(tài)位關(guān)于生態(tài)位的幾個(gè)重要觀點(diǎn)關(guān)于生態(tài)位的幾個(gè)重要觀點(diǎn)1一個(gè)物種的實(shí)際生態(tài)位基礎(chǔ)生態(tài)位。2種間競爭可促使兩物種的生態(tài)位分離分離。3一個(gè)穩(wěn)定穩(wěn)定的群落，由于各種群占據(jù)不同的生占據(jù)不同的生態(tài)位態(tài)位，避免避免了生態(tài)位的直接競爭，從而保證了群落的穩(wěn)定。4由多個(gè)種群構(gòu)成的穩(wěn)定生物群落，各種群對資源都趨向于相互補(bǔ)充補(bǔ)充，而不是直接競爭。第一節(jié)第一節(jié) 小結(jié)小結(jié) 一、一、 環(huán)境與生物的基本概念（自然環(huán)境、生境、環(huán)境與生物的基本概念（自然環(huán)境、生境、生態(tài)因子）生態(tài)因子） 二、生態(tài)作用的基本規(guī)律（最小因子定律、謝爾二、生態(tài)作用的基本規(guī)律（最小因

13、子定律、謝爾福德耐性定律）福德耐性定律） 三、生物對自然環(huán)境的適應(yīng)（生活型、生態(tài)型、三、生物對自然環(huán)境的適應(yīng)（生活型、生態(tài)型、生態(tài)位）生態(tài)位）第二節(jié)第二節(jié) 種群種群定義：種群是指在某一特定時(shí)間中占據(jù)某一特定空間的一群同種的有機(jī)體的總稱，或者說一個(gè)種群就是在某一特定時(shí)間中占據(jù)某一特定空間的同種生物的集合體。 種群是物種存在的基本形式：種群是物種存在的基本形式：本節(jié)主要研究內(nèi)容本節(jié)主要研究內(nèi)容 一、種群結(jié)構(gòu)；一、種群結(jié)構(gòu)； 二、二、種群動(dòng)態(tài)；種群動(dòng)態(tài)； 三、種群的波動(dòng)與調(diào)節(jié)；三、種群的波動(dòng)與調(diào)節(jié)； 四、種群間的相互作用；四、種群間的相互作用； 五、次生代謝產(chǎn)物在種間關(guān)系中的作用五、次生代謝產(chǎn)物在種

14、間關(guān)系中的作用 ； 六、種群的生活史對策。六、種群的生活史對策。一、種群結(jié)構(gòu)一、種群結(jié)構(gòu) （一）種群的大小和密度（一）種群的大小和密度 種群大小種群大小 是指一定面積或容積內(nèi)某個(gè)種群的個(gè)體總數(shù)。例如，某個(gè)魚塘中草魚的總數(shù)。 種群密度種群密度 是指單位面積或容積內(nèi)某個(gè)種群的個(gè)體總數(shù)。如每公頃水稻的株數(shù)。 種群的密度分為:粗密度粗密度（crude density）； 生態(tài)密度生態(tài)密度（ecological density）。（二）種群的年齡結(jié)構(gòu)和性比（二）種群的年齡結(jié)構(gòu)和性比 齡級比：齡級比：若一個(gè)種群中的不同個(gè)體具有不同的年齡，則可按一定的年齡分組，統(tǒng)計(jì)各個(gè)年齡組個(gè)體數(shù)占種群總個(gè)體數(shù)的比率。 種

15、群的年齡結(jié)構(gòu)是指各個(gè)年齡級的個(gè)體數(shù)在種群中的分布情況，它是種群的一個(gè)重要特征，既影響出生率，又影響死亡率。 年齡錐體：年齡錐體：自下而上地按齡級由小到大的順序?qū)⒏鼾g級個(gè)體數(shù)或百分比用圖形表示（圖 2.2 ）。 (1)(1)增長型種群增長型種群: :其年齡結(jié)構(gòu)呈典型的金字塔形，種群中有大量的幼體和極少的老年個(gè)體，種群的出生率大于死亡率。(2)(2)穩(wěn)定型種群穩(wěn)定型種群: :每一齡級的個(gè)體死亡數(shù)接近于進(jìn)入該齡級的新個(gè)體數(shù)，種群數(shù)量相對穩(wěn)定。(3)(3)衰退型種群衰退型種群: :種群中幼體比例很小，而老年個(gè)體比例較大，出生率小于死亡率。種群趨于衰退甚至消失。 性別比性別比 性別比（ sex rati

16、o ）是指一個(gè)雌雄異體的種群所有個(gè)體或某個(gè)齡級的個(gè)體中雄性對雌性的比率。 性比是種群結(jié)構(gòu)的一個(gè)要素，它反映了種群產(chǎn)生后代的潛力。中國性比嚴(yán)重失調(diào)中國性比嚴(yán)重失調(diào) 性別比例：1982年：108 2011年：117.78 2020年中國將有3000萬到4000萬光棍漢找不到老婆，這絕不是危言聳聽 立法嚴(yán)禁胎兒性別鑒定圖圖 2006-2011年出生人口性別比年出生人口性別比（資料來源：國家統(tǒng)計(jì)局公布數(shù)據(jù)） 2011年中國主要人口數(shù)據(jù)年中國主要人口數(shù)據(jù)-1 2011年末，全國總?cè)丝?3.47億人， 全年出生人口1604萬人， 出生率為11.90； 自然增長率4.79 中國應(yīng)對人口老齡化問題未來中國應(yīng)對

17、人口老齡化問題未來20年是關(guān)鍵年是關(guān)鍵 在人口達(dá)到13億的今天，中國面臨老齡問題聯(lián)系在一起的： 預(yù)計(jì)2015年我國老年人總數(shù)將突破2億人， 2027年超過3億人， 2044年將達(dá)到4億人。 北京市老年人現(xiàn)在已經(jīng)超過190萬人，到2050年將超過500萬人。（三）種群的出生率和死亡率（三）種群的出生率和死亡率 1 1出生率出生率 ：種群產(chǎn)生新個(gè)體的能力。 最大出生力（潛在出生力）:不受任何生態(tài)因子限制，種群處于理想狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生新個(gè)體的最大能力。反映了該生物的特性。實(shí)際出生力（生態(tài)出生力）：種群在一定的環(huán)境條件下，產(chǎn)生新個(gè)體的能力。反映了環(huán)境對該種群的影響。 2 2死亡率死亡率 ：單位時(shí)間內(nèi)種群死亡

18、的個(gè)體數(shù)。 最低死亡率：種群處于理想狀態(tài)時(shí)的死亡率。 實(shí)際死亡率：種群在一定的環(huán)境條件下的死亡率。又稱生態(tài)死亡率，不僅受環(huán)境條件的影響，而且受種群大小和年齡組成的影響。 增長率增長率：是描述種群數(shù)量變化的重要指標(biāo)，是描述種群數(shù)量變化的重要指標(biāo)，是指單位時(shí)間內(nèi)種群數(shù)量增加的百分?jǐn)?shù)。是指單位時(shí)間內(nèi)種群數(shù)量增加的百分?jǐn)?shù)。 （出生率（出生率+ +遷入率）遷入率）- -（死亡率（死亡率+ +遷出率）遷出率）（四）種群的內(nèi)稟增長率與環(huán)境容納量（四）種群的內(nèi)稟增長率與環(huán)境容納量 內(nèi)稟增長率（內(nèi)稟增長率（r rm m）: :在沒有任何環(huán)境因素（食物、領(lǐng)地和其它生物）限制的條件下，由種群內(nèi)在因素決定內(nèi)在因素決定

19、的穩(wěn)定的最大增殖速度最大增殖速度。 也稱生物潛能或生殖潛能。 增長率的大小決定于出生率與死亡率之差。 環(huán)境阻力：環(huán)境阻力：就是防礙種群內(nèi)稟增長率實(shí)現(xiàn)的環(huán)境限制因素的總和。環(huán)境容納量環(huán)境容納量 環(huán)境容納量（環(huán)境容納量（K K）：）：在一個(gè)有限的環(huán)境中所能穩(wěn)定穩(wěn)定達(dá)到的最大數(shù)量最大數(shù)量（或密度），稱為系統(tǒng)對該種群的環(huán)境容納量。 K K的大小決定于：的大小決定于： 1.1.溫、光、水及養(yǎng)分等因子或食物、空間等溫、光、水及養(yǎng)分等因子或食物、空間等資源所構(gòu)成的資源所構(gòu)成的環(huán)境環(huán)境； 2.2.食性、行為、適應(yīng)能力等種群的食性、行為、適應(yīng)能力等種群的遺傳遺傳特性。特性。 地球地球K:6080億；中國億；中國

20、K:710億；最好億；最好6.8億。億。（五）種群的空間分布和阿利氏原則（五）種群的空間分布和阿利氏原則由于自然環(huán)境（棲境）的多樣性，以及種內(nèi)種間個(gè)體之間的競爭，每一個(gè)種群都呈現(xiàn)特定的分布形式。種群的分布有三種基本類型： （1 1）隨機(jī)分布（）隨機(jī)分布（randomrandom）；）；（2 2）均勻分布（）均勻分布（uniformuniform）；）；（3 3）集群分布（）集群分布（clumpedclumped）。）。1.均勻型分布均勻型分布(uniform distribution)也叫規(guī)則分也叫規(guī)則分布布(regular dispersal)，即，即種群內(nèi)各個(gè)體在空間呈等種群內(nèi)各個(gè)體在空間

21、呈等距離分布。距離分布。 在小范圍內(nèi)的均勻分布主在小范圍內(nèi)的均勻分布主要是因?yàn)榉N群內(nèi)的個(gè)體間要是因?yàn)榉N群內(nèi)的個(gè)體間的競爭。的競爭。2.隨機(jī)型分布隨機(jī)型分布（random distribution）即種群內(nèi)個(gè)）即種群內(nèi)個(gè)體在空間的位置不受其它體在空間的位置不受其它個(gè)體分布的影響（即相互個(gè)體分布的影響（即相互獨(dú)立）；同時(shí)每個(gè)個(gè)體在獨(dú)立）；同時(shí)每個(gè)個(gè)體在任一空間分布的概率是相任一空間分布的概率是相等的。等的。 隨機(jī)分布比較少隨機(jī)分布比較少見，種群內(nèi)個(gè)體間沒有彼見，種群內(nèi)個(gè)體間沒有彼此吸引或排斥時(shí)才易產(chǎn)生此吸引或排斥時(shí)才易產(chǎn)生隨機(jī)分布。蜘蛛、蚌隨機(jī)分布。蜘蛛、蚌3.集群分布集群分布 （clumped）

22、即種群內(nèi)個(gè)體的分布既不即種群內(nèi)個(gè)體的分布既不隨機(jī)，也不均勻，而是形隨機(jī)，也不均勻，而是形成密集的斑塊。成密集的斑塊。在自然界中，這種分布是在自然界中，這種分布是最常見的。最常見的。成群分布又常有成群隨機(jī)成群分布又常有成群隨機(jī)分布和成群均勻分布兩種分布和成群均勻分布兩種現(xiàn)象。現(xiàn)象。阿利氏群聚原則阿利氏群聚原則 定義：每個(gè)生物都有自己最適最適的密度密度，過疏和過密都產(chǎn)生限制影響。一、種群結(jié)構(gòu)一、種群結(jié)構(gòu) （一）種群的大小和密度（一）種群的大小和密度 （二）種群的年齡結(jié)構(gòu)和性比（二）種群的年齡結(jié)構(gòu)和性比 （三）種群的出生率和死亡率（三）種群的出生率和死亡率 （四）種群的內(nèi)稟增長率與環(huán)境容納量（四）種

23、群的內(nèi)稟增長率與環(huán)境容納量 （五）種群的空間分布和阿利氏原則（五）種群的空間分布和阿利氏原則二、種群動(dòng)態(tài)二、種群動(dòng)態(tài) （一）（一）種群的生命表和生存曲線種群的生命表和生存曲線 （二）種群增長的理論模型（二）種群增長的理論模型（一）種群的生命表和生存曲線（一）種群的生命表和生存曲線 生命表概括了一群個(gè)體接近同時(shí)出生到生活史結(jié)束的命運(yùn)。P109表4-1年齡（年齡（x） 存活數(shù)存活數(shù)（nx）存活率存活率（lx）死亡數(shù)死亡數(shù)（dx）死亡率死亡率（qx）每年齡期的每年齡期的平均存活數(shù)平均存活數(shù)Lx(nx+nx+1)/2個(gè)體期望個(gè)體期望壽命總和壽命總和Tx生命生命期望期望ex0142.01.00080.0

24、0.563102.00224.001.58Tx=LxxTX值等于生命表中的各個(gè)LX自下而上累加而得ex為本年齡階段開始時(shí)存活個(gè)體的平均生命期望，其值為Tx/nx（二）種群增長的理論模型（二）種群增長的理論模型1.種群在無限環(huán)境中的指數(shù)增長；2.種群在有限環(huán)境中的阻滯增長。（二）種群增長的理論模型（二）種群增長的理論模型 1. 1. 指數(shù)增長指數(shù)增長 （J J 型增長）型增長） 種群在無食物和生存空間限制的條件下呈指數(shù)式增長，種群個(gè)體的平均增長率不隨時(shí)間變化。2.2.邏輯斯諦增長邏輯斯諦增長 （S S型增長）型增長） 在自然條件下，環(huán)境、資源條件總是有限的，當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到一定量 時(shí)，增長速度開始

25、下降，種群數(shù)量越多，競爭越劇烈，增長速度也越小，直到種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境容納量（K）并維持下去。增長呈S型。S型增長居多型增長居多 多數(shù)生物的增殖，包括水稻和小麥的分蘗數(shù)的增長基本上屬于 S 型。多數(shù)種群在自然界由于受年齡結(jié)構(gòu)、密度、食物和環(huán)境條件的影響，其增長的類型是多種多樣的，種群數(shù)量變化的 J 型和 S 型增長只是兩種典型情況（如右圖） 三、種群的波動(dòng)與調(diào)節(jié)三、種群的波動(dòng)與調(diào)節(jié) （一）種群的數(shù)量動(dòng)態(tài)（一）種群的數(shù)量動(dòng)態(tài) （二）種群調(diào)節(jié)（二）種群調(diào)節(jié)（一）種群的數(shù)量動(dòng)態(tài)（一）種群的數(shù)量動(dòng)態(tài) 一般情況下，當(dāng)種群引入新棲息地后，一般情況下，當(dāng)種群引入新棲息地后，通過一系列的生態(tài)適應(yīng)，建立起種群通過

26、一系列的生態(tài)適應(yīng)，建立起種群后，其種群數(shù)量可能具有如下的數(shù)量后，其種群數(shù)量可能具有如下的數(shù)量變化：變化：1.1.種群增長種群增長2.2.季節(jié)消長季節(jié)消長3.3.不規(guī)則波動(dòng)不規(guī)則波動(dòng)4.4.周期性波動(dòng)周期性波動(dòng)5.5.種群大爆發(fā)種群大爆發(fā)6.6.種群平衡種群平衡7.7.種群衰落甚至滅絕種群衰落甚至滅絕8.8.生態(tài)入侵生態(tài)入侵 數(shù)數(shù)量量年年種群數(shù)量的周期變化（二）種群調(diào)節(jié)（二）種群調(diào)節(jié) 密度制約；密度制約；（良好的環(huán)境條件下）（良好的環(huán)境條件下） 非密度制約非密度制約（惡劣或不太適宜環(huán)境）（惡劣或不太適宜環(huán)境）。1、密度制約、密度制約 密度制約是指通過密度因子對種群大小的調(diào)節(jié)過程。 密度制約是生物

27、因素引起的，如寄生、病原體、食物短缺、捕食等。 密度調(diào)節(jié)分為種內(nèi)調(diào)節(jié)和種間調(diào)節(jié)種內(nèi)調(diào)節(jié)和種間調(diào)節(jié)。（1）種內(nèi)調(diào)節(jié)）種內(nèi)調(diào)節(jié) 種群密度能穩(wěn)定在低于容納量水平有兩個(gè)機(jī)制：領(lǐng)域性和群體行為。 種群內(nèi)個(gè)體由于爭奪食物和領(lǐng)地產(chǎn)生競爭； 種群可通過生理調(diào)節(jié)機(jī)制控制種群數(shù)量：動(dòng)物通過內(nèi)分泌調(diào)節(jié)，植物占據(jù)資源。（2）種間調(diào)節(jié)）種間調(diào)節(jié) 捕食、寄生和種間競爭共同資源等因子均對種群的密度產(chǎn)生制約作用。 食物在決定種群動(dòng)態(tài)中的作用； 寄生物和寄主的相互作用； 草食動(dòng)物與植物的相互關(guān)系； 種間競爭食物或空間資源。密度制約與非密度制約作用大小？密度制約與非密度制約作用大小？環(huán)境的非密度制約引起種群密度的改變，有時(shí)是劇烈

28、劇烈的。而密度的制約，使種群保持“穩(wěn)定狀態(tài)”，或使種群返回到穩(wěn)定水平。 2、非密度調(diào)節(jié)、非密度調(diào)節(jié) 非密度調(diào)節(jié)非密度調(diào)節(jié)主要指非生物因子（包括氣候因素、污染物、化學(xué)因素等）對種群大小的調(diào)節(jié)。 氣候因子氣候因子對結(jié)構(gòu)簡單的種群影響更大。 污染物污染物常導(dǎo)致種群數(shù)量下降，甚至滅亡。四、種群間的相互作用四、種群間的相互作用 生物種間存在著各種相互依存、相互制約的關(guān)系。根據(jù)種間相互作用的性質(zhì)，可以分為三種類型。 負(fù)相互作用：結(jié)果至少一方受害（-） 正相互作用：結(jié)果一方得利或雙方得利（+） 中性作用：結(jié)果是雙方無明顯的影響（0） 作用類型作用類型物種物種1物種物種2相互作用的一般特征相互作用的一般特征

29、中性作用中性作用0 00 0彼此都不受影響彼此都不受影響競競爭爭直接干涉直接干涉型型- - -直接相互抑制直接相互抑制資源利用資源利用型型- - -資源缺乏時(shí)的間接抑制資源缺乏時(shí)的間接抑制 偏害作用偏害作用- -0 01受抑制，受抑制，2不受影響不受影響寄生作用寄生作用+ +- -1寄生者得利，寄生者得利，2獵物受抑制獵物受抑制捕食作用捕食作用+ +- -1捕食者得利，捕食者得利，2獵物受抑制獵物受抑制偏利共生偏利共生+ +0 01共棲者得利，共棲者得利，2宿主不受影宿主不受影響響原始合作原始合作+ + +1、2都有利，不發(fā)生依賴關(guān)都有利，不發(fā)生依賴關(guān)系系互利共生互利共生+ + +對雙方都有利

30、，并彼此依賴對雙方都有利，并彼此依賴兩個(gè)物種的種群相互作用類型兩個(gè)物種的種群相互作用類型 ( (一一) )負(fù)相互作用負(fù)相互作用 1 1競爭競爭（competition） 廣義的競爭是指兩個(gè)生物爭奪同一對象而產(chǎn)生的對抗作用。發(fā)生在兩個(gè)或更多個(gè)物種個(gè)體之間的競爭稱為種間競爭種間競爭； 發(fā)生在同一種群個(gè)體間的競爭稱為種內(nèi)競爭種內(nèi)競爭。 例：例： 農(nóng)田中的作物與雜草競爭光、熱、農(nóng)田中的作物與雜草競爭光、熱、水、氣、肥及生長空間。水、氣、肥及生長空間。 各類塘魚對浮游生物的競爭。各類塘魚對浮游生物的競爭。 結(jié)果：結(jié)果： 兩個(gè)物種間形成協(xié)調(diào)的平衡狀態(tài)，兩個(gè)物種間形成協(xié)調(diào)的平衡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)位的分化。實(shí)現(xiàn)生

31、態(tài)位的分化。 一個(gè)種群被另一個(gè)種群消滅掉。一個(gè)種群被另一個(gè)種群消滅掉。 一個(gè)種群被趕跑到另一空間，利一個(gè)種群被趕跑到另一空間，利用另一種食物。用另一種食物。競爭實(shí)例競爭實(shí)例高斯的競爭排斥原理高斯的競爭排斥原理 高斯的競爭排斥原理：高斯的競爭排斥原理：在一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)境中，生態(tài)位相同的物種不能長期共存在一起。 將高斯原理推廣，（1）在一個(gè)穩(wěn)定的群落中，占據(jù)相同生態(tài)位的兩個(gè)物種，其中必有一個(gè)物種最終被消滅； （2）在一個(gè)穩(wěn)定的群落中，沒有任何兩個(gè)種是直接的競爭者； （3）群落是個(gè)生態(tài)位分化了的系統(tǒng)，種群之間趨于相互補(bǔ)充，而不是直接的競爭者。 2.捕食 狹義的捕食是指肉食動(dòng)物捕食草食動(dòng)物。 廣義的捕食

32、還包括草食動(dòng)物吃食植物，植物誘食動(dòng)物，以及寄生等。 捕食和被捕食的關(guān)系是控制種群增長的一種作用捕食和被捕食的關(guān)系是控制種群增長的一種作用力。力。在一個(gè)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)中，捕食者與被捕食者之間由于相互制約的結(jié)果，保持著相對平衡的狀態(tài)。 從生態(tài)角度看，負(fù)相互作用能增加自然選擇能力，從生態(tài)角度看，負(fù)相互作用能增加自然選擇能力，有利于新的適應(yīng)性狀的發(fā)展。有利于新的適應(yīng)性狀的發(fā)展。3寄生（parasitism）寄生：寄生：是指一個(gè)種（寄生者）寄居于另一種（寄主）的體內(nèi)或體表，從而攝取寄主的養(yǎng)分以維持生活的現(xiàn)象。 如：菟絲子寄生在大豆中； 赤眼峰防治棉鈴蟲（玉米螟）；成蟲產(chǎn)卵于棉鈴蟲寄主卵內(nèi)，幼蟲取食卵黃，

33、化蛹，并引起寄主死亡。u大豆菟絲子u棉鈴蟲赤眼蜂農(nóng)學(xué)上兩種典型的寄生關(guān)系農(nóng)學(xué)上兩種典型的寄生關(guān)系廣義捕食實(shí)例：廣義捕食實(shí)例：例：例：羊吃草，青蛙吃害蟲，貓捕老鼠。羊吃草，青蛙吃害蟲，貓捕老鼠。 菟絲子寄生在植物上。菟絲子寄生在植物上。 蛔蟲寄生在動(dòng)物上?；紫x寄生在動(dòng)物上。 赤眼蜂寄生在棉鈴蟲上。赤眼蜂寄生在棉鈴蟲上。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常利用種間關(guān)系進(jìn)行在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常利用種間關(guān)系進(jìn)行病蟲害的防治：病蟲害的防治： 七星瓢蟲七星瓢蟲一天吃一天吃100100條蚜蟲。條蚜蟲。 一只一只啄木鳥啄木鳥一天吃一天吃300300條蟲。條蟲。 一只一只青蛙青蛙一天吃一天吃70807080只蟲。只蟲。 十九世紀(jì)八十年代，

34、蚧科昆蟲對加利十九世紀(jì)八十年代，蚧科昆蟲對加利福尼亞柑橘危害很大，引入瓢蟲之后十年，福尼亞柑橘危害很大，引入瓢蟲之后十年，蚧科昆蟲就被控制了。蚧科昆蟲就被控制了。退出退出返回返回主目錄主目錄主菜單主菜單退出退出返回返回主目錄主目錄主菜單主菜單退出退出返回返回主目錄主目錄主菜單主菜單4、偏害作用、偏害作用 偏害作用偏害作用:是指某些生物產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)對其它生物產(chǎn)生毒害作用。 如青霉產(chǎn)生的青霉素可以殺死多種細(xì)菌和植物。 高等植物稱作異株克生現(xiàn)象。異株克生現(xiàn)象。 云杉根的分泌物使丁香、玫瑰不能很好地生長； 黑胡桃樹四周植物生長均受抑制。 化感作用和微生物拮抗作用。（二）正相互作用（二）正相互作用 1

35、 1偏利作用偏利作用 commensalism） 偏利作用又稱單惠共生：偏利作用又稱單惠共生：指相互作用的兩個(gè)種群一方獲利，而對另一方則沒什么影響。 吸附在鯊魚腹上的魚如：林間的一些動(dòng)物和鳥類，以樹木作為掩蔽或筑如：林間的一些動(dòng)物和鳥類，以樹木作為掩蔽或筑巢用，對樹木不造成傷害。巢用，對樹木不造成傷害。 喜光喬木為灌木提供遮蔭條件。喜光喬木為灌木提供遮蔭條件。正相互作用正相互作用-2.原始合作原始合作 原始合作：原始合作：即兩種生物在一起，彼此各有所得各有所得，但二者之間不存在依賴關(guān)系不存在依賴關(guān)系。稻田養(yǎng)魚稻田養(yǎng)魚 稻田稻田- -提供水分和食物；提供水分和食物； 魚魚- -采食稻田的雜草和害

36、蟲，魚的采食稻田的雜草和害蟲，魚的糞便可提高稻田肥力，促進(jìn)水稻糞便可提高稻田肥力，促進(jìn)水稻增產(chǎn)。增產(chǎn)。農(nóng)區(qū)養(yǎng)蜂農(nóng)區(qū)養(yǎng)蜂 作物作物- -提供蜜源；提供蜜源； 蜜蜂傳粉，獲得蜂蜜、蜂王漿蜜蜂傳粉，獲得蜂蜜、蜂王漿等經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品，又等經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品，又促進(jìn)作物增產(chǎn)。促進(jìn)作物增產(chǎn)。 茶樹與藥材間作果樹與農(nóng)作物間作正相互作用正相互作用-3.互利共生互利共生 3 3互利共生互利共生（mutualism） 互利共生是一種專性的、雙方都有利并形成相互依賴、相互依賴、互相得益互相得益的共生關(guān)系。 固固N(yùn) N細(xì)菌與豆科植物根系共生形成根瘤。細(xì)菌與豆科植物根系共生形成根瘤。真菌和高等植物根系共生形成菌根。真菌和高等植物根系共

37、生形成菌根。真菌與藻類共生形成地衣。真菌與藻類共生形成地衣。菌類吸收土壤中的礦物營養(yǎng)或合成菌類吸收土壤中的礦物營養(yǎng)或合成N N素供給地上部植素供給地上部植物根系吸收利用；物根系吸收利用；植物光合作用合成光合產(chǎn)物提供菌類食物。植物光合作用合成光合產(chǎn)物提供菌類食物?；ダ采鷮?shí)例：互利共生實(shí)例：五、次生代謝產(chǎn)物在種間關(guān)系中五、次生代謝產(chǎn)物在種間關(guān)系中的作用的作用 次生代謝物是一些非基本生命活動(dòng)所必需非基本生命活動(dòng)所必需的物質(zhì)的物質(zhì)，與生物的基礎(chǔ)代謝無直接的關(guān)系。主要是生物堿、萜類、黃酮類、醌類、酚酸類、脂族化合物、非蛋白質(zhì)氨基酸、聚乙炔類、生氰糖甙、單寧、多環(huán)芳香族化合物等。 化學(xué)生態(tài)學(xué)化學(xué)生態(tài)學(xué)

38、（ chemical ecology）是研究生物之間以及生物和非生物環(huán)境之間化學(xué)聯(lián)系化學(xué)聯(lián)系的科學(xué)。生物的次生代謝產(chǎn)物是生物之間建立化學(xué)聯(lián)系的媒介。 化感作用化感作用（allelopathy）指植物（包括微生物）通過向周圍環(huán)境中釋放化學(xué)物質(zhì)釋放化學(xué)物質(zhì)影響鄰近植物生長發(fā)育的化感作用現(xiàn)象。 化感途徑 ：淋溶；揮發(fā)；根分泌凋落物分解；種子萌發(fā)；花粉傳播 如：水稻品種對伴生雜草化感作用； 茄瓜科自毒產(chǎn)生連作障礙； 麥仙翁與小麥混種使小麥增產(chǎn)。利用水稻的化感作用控制稻田雜草利用水稻的化感作用控制稻田雜草 臺灣Chou等發(fā)現(xiàn)水稻收割后殘留土壤的水稻莖桿分解時(shí)的水提取物能夠抵制水稻胚根的生長； 這種作用在

39、分解的頭一個(gè)月里最顯著，其后作用減弱； 稻稈分解產(chǎn)生的毒性在20-25最強(qiáng)，但25以上的溫度加快毒素的分解。水稻種質(zhì)資源中化感作用廣泛存在水稻種質(zhì)資源中化感作用廣泛存在 已對20000個(gè)水稻品種進(jìn)行化感作用特性鑒定，約3%品種對一種或數(shù)種稻田主要雜草有化感作用。 水稻化感作用是一種數(shù)量遺傳性狀，受多基因控制。 水稻主要通過根分泌稻殼酮和多種酚酸類物質(zhì)對雜草產(chǎn)生化感作用。 水稻在苗期化感作用最強(qiáng)。加拿大一枝黃花加拿大一枝黃花黃花過處寸草不生，故被稱為生態(tài)殺手、霸王花黃花過處寸草不生，故被稱為生態(tài)殺手、霸王花紫莖澤蘭紫莖澤蘭植物界里的“殺手”，所到之處寸草不生，牛羊中毒，可進(jìn)行有性繁殖和無性繁殖，

40、對環(huán)境的適應(yīng)性極強(qiáng)，在2010年中國西南大旱后瘋長蔓延，威脅到農(nóng)作物的生長。黃瓜苗連作障礙黃瓜苗連作障礙嫁接技術(shù)嫁接技術(shù)中國農(nóng)大自動(dòng)嫁接機(jī)中國農(nóng)大自動(dòng)嫁接機(jī)嫁接技術(shù)嫁接技術(shù) 用根系發(fā)達(dá)的、抗病性強(qiáng)的黑籽南瓜作為黃瓜的砧木，用根系發(fā)達(dá)的、抗病性強(qiáng)的黑籽南瓜作為黃瓜的砧木，野生、半野生或抗病性強(qiáng)的雜交種作番茄、茄子的砧木野生、半野生或抗病性強(qiáng)的雜交種作番茄、茄子的砧木 ，可以預(yù)防，可以預(yù)防枯萎病、黃萎病和青枯病等毀滅性病害。枯萎病、黃萎病和青枯病等毀滅性病害。農(nóng)業(yè)有害生物種群的綜合防治有害生物是指造成農(nóng)業(yè)生物不可忽略的損失的生物,包括各種有害昆蟲、病原菌、雜草及其它有害的動(dòng)物（老鼠等）。 有害生物

41、的綜合防治是：“根據(jù)有害物種有關(guān)的環(huán)境和種群動(dòng)態(tài)整體，盡可能協(xié)調(diào)地應(yīng)用一切合適的技術(shù)和方式，使有害種群數(shù)量保持在低于經(jīng)濟(jì)損失水平以下的有害生物管理系統(tǒng)”。害蟲綜合防治的措施包括：生物防治、化學(xué)防治、農(nóng)業(yè)技術(shù)防治、抗性品種的應(yīng)用、動(dòng)植物檢疫、物理防治和利用昆蟲信息素控制害蟲等。 六、種群的生活史對策六、種群的生活史對策種群數(shù)量的下降常伴隨著其后的上升，下種群數(shù)量的下降常伴隨著其后的上升，下降越劇烈，回升越明顯。降越劇烈，回升越明顯。種群數(shù)量保持在環(huán)境容納量水平上的傾向，種群數(shù)量保持在環(huán)境容納量水平上的傾向，稱為稱為種群數(shù)量的相對穩(wěn)定性種群數(shù)量的相對穩(wěn)定性。不同的物種其相對穩(wěn)定性的表現(xiàn)不同，有不同的物種其相對穩(wěn)定性的表現(xiàn)不同，有極不穩(wěn)定、穩(wěn)定和中間類型極不穩(wěn)定、穩(wěn)定和中間類型之分。之分。它們的基礎(chǔ)是它們的基礎(chǔ)是長期進(jìn)化過程長期進(jìn)化過程中所形成的不中所形成的不同生態(tài)對策。同生態(tài)對策。 生態(tài)對策（ecological strategy） 是是指生物在進(jìn)化過程中，指生物在進(jìn)化過程中，在繁殖和競爭在繁殖和競爭等方面朝著等方面朝著不同方向、適應(yīng)不同棲息不同方向、適應(yīng)不同棲息生境的對策。生境的對策。生物在自然選擇中總是面臨著兩種相生物在自然選擇中總是面臨著兩種相反的可供選擇的進(jìn)化對策：反的可供選擇的進(jìn)化對策：r對策（或?qū)Σ撸ɑ騬選擇）選擇）；k對策