島嶼生物地理學

島嶼生物地理學第1頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)島嶼的概念島嶼：與其他地區(qū)相隔離的地區(qū)生物學的島嶼：為了保護動植物的棲息地所建立的自然保護區(qū)和國家公園，被周圍的農(nóng)田、工廠、城市所包圍的地區(qū)。許多生物賴以生存的生境，高山、自然保護區(qū)、溪流、山沿以及其他邊界明顯的生態(tài)系統(tǒng)、林窗，甚至葉片，都可以看作是大小、形狀、隔離程度不同的島嶼。島嶼性是生物地理所具備的普遍特征第2頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月島嶼具有的特征：

①島嶼比陸地和海洋簡單

②地球上島嶼的數(shù)量要比大陸和海洋多

③島嶼的大小、形狀和隔離程度都不同

島嶼化的原因：人類活動、自然景觀片段化、地質活動第3頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)島嶼生物地理學理論種-面積曲線在氣候條件相對一致的一定區(qū)域內，島嶼上物種數(shù)目會隨著島嶼面積的增加而增加，開始增加迅速，當物種接近該生境所能承受的最大數(shù)量時，增加逐漸停止。隨著面積的增加，物種多樣性增加的效果在島嶼要比連續(xù)生境內明顯第4頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）物種數(shù)量與島嶼面積的關系

S=CAZ

LogS=logC+ZLogA

在上式中:S---生物物種的數(shù)目；

A---這些生物物種所存在的空間面積；

C---物種的分布密度，既單位面積內的物種數(shù)目；

Z---為某個統(tǒng)計指數(shù)。

物種數(shù)目的對數(shù)與面積對數(shù)呈線性關系第5頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月物種

數(shù)

島嶼的面積

第6頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月關系

空間面積每增加10倍，物種數(shù)目平均增加1倍，反之亦然。這里，十分重要的是K

的數(shù)值。根據(jù)大量研究證明，K

的取值從0.05~0.37，最大值約為最小值的7~8倍,其變幅之大是驚人的。就全球陸地植物而言，K的平均值位0.22,它決定著物種數(shù)目的基礎動態(tài)變化狀況。因此我們可以粗劣地回答：保護好1%的物種空間面積，相當于保護原有物中數(shù)目的25%

第7頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月Z值的生物學意義：當Z=0.5時，只需要將島嶼面積增加4倍，物種數(shù)即可加倍

Z值還取決于觀測的目標是隔離種群，還是樣本

隔離種群：

樣本：

隨著取樣面積的增大，物種數(shù)增大，但新物種增加的頻率下降，物種的個體數(shù)增加

第8頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月平衡理論平衡理論的內容:①每個島嶼的物種數(shù)都有一個平衡密度,島嶼越大，物種平衡密度越高。②不管目前物種數(shù)多于平衡密度還是少于平衡密度，島嶼上的物種數(shù)總是不斷地趨向于平衡密度。③任何島嶼上的物種數(shù)都處于一種動態(tài)的平衡之中，這種動態(tài)平衡是由于新的物種不斷遷入和原有的物種不斷消失所維持的。④島嶼上的物種數(shù)在年與年之間是相對穩(wěn)定的，但是他的組成成分是不斷變化的。第9頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月平衡理論認為島嶼生物種類的豐富程度取決于新物種的遷入和原有物種的滅絕，當物種的遷入率和滅絕率相等時，島嶼物種的數(shù)目達到動態(tài)平衡第10頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月從下圖看出，隨著島嶼上物種數(shù)目的增多，物種遷入率下降，滅絕率上升

速

遷入率滅絕率率

物種數(shù)目第11頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）侵移、滅絕和均衡理論（1）侵移和滅絕的速率與在島嶼上存在的物種數(shù)量的關系

速遷入率滅絕率

率

s

島嶼上物種數(shù)量

島嶼上物種數(shù)量平衡模型

第12頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月面積效應面積效應：生物多樣性隨島嶼面積增加而增加的現(xiàn)象小島上物種滅絕率要比大島快，為什么？物種數(shù)越多滅絕率越高，為什么？小島的物種周轉率比大島高第13頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月面積效應結論（1）物種數(shù)隨著時間的推移而趨向穩(wěn)定，達到平衡密度（2）物種數(shù)達到平衡密度后，還會有物種遷入和滅絕，但相等（3）物種周轉率的大小與島嶼的面積呈負相關第14頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月距離效應距離效應：島嶼離陸地和其他島嶼越遠，物種數(shù)目越少。原因，遷入漫。注意：滅絕率沒有關系，達到平衡點的時間，小島嶼比大島嶼要長距離是衡量島嶼隔離程度的重要指標第15頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）島嶼上的物種數(shù)量與島嶼面積、大陸的距離、侵移—滅絕過程的關系

近陸遠陸遷入率死亡率小島大島

s1s2s3島嶼上的物種數(shù)量

島嶼大小與島嶼距離大陸遠近對遷入率和死亡率的影響

第16頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月對于陸地島嶼，絕對距離不是決定島嶼隔離程度的唯一因素，因為

①動物在一年中不同的月份遷移的距離不同

②不同的物種遷移能力不同

③不同物種對于不同環(huán)境條件變化的反應和忍耐程度不同

④植物資源多樣性和生境質量也影響物種的遷入，沒有植物，動物不能生存第17頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月平衡狀態(tài)（1）非互作物種平衡：在物種侵殖后立即開始。此時，新物種的遷入率正好等于原有物種的滅絕率。（2）互作物種平衡：該平衡態(tài)開始于物種之間的相互作用成為決定物種生存的重要因素。（3）選擇性物種平衡：開始于互作物種平衡之后，逐漸變?yōu)檫@一階段的主要平衡力量。（4）進化物種平衡：通過時間的選擇性物種平衡過程，最終在島嶼上達到物種之間的進化物種平衡。第18頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月平衡理論的不足（1）遷入率和滅絕率曲線的確切形狀無法估計，因此，難以對某個時期的種群做出準確的估計。該理論缺乏預測性。（2）在模型中，平衡態(tài)物種的數(shù)目是由遷入率和滅絕率決定的。這樣的假設過于簡單化。（3）對于不同的動物類群、不同島嶼或者同一島嶼的不同時間來說，遷入率和滅絕率曲線是不同的。（4）平衡理論將物種的遷入和滅絕看成是相互獨立的過程，但實際上并非完全如此。（5）平衡理論認為島嶼上物種存在的數(shù)目主要是由遷入率和滅絕率決定的，忽視了其他物種互作關系（如競爭、捕食、互惠共生、寄生）等調節(jié)群落結構的作用。（6）島嶼生物地理學理論的另一缺陷是它假定同一分類群內不同的種之間的遷入率和滅絕率是一致的。但是，同一分類單位的不同種之間其擴散能力和滅絕脆弱性是不同的。第19頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)島嶼生物地理學與自然保護區(qū)（一）自然保護區(qū)與島嶼的關系：自然保護區(qū)相當于一個島嶼島嶼生物地理學理論可應用于自然保護區(qū)建設自然保護區(qū)的物種數(shù)量和面積需依據(jù)島嶼理論第20頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月島嶼化后物種下降的速度面積大的島嶼物種喪失的速度比面積小的島嶼慢第21頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月種的生物學習性對生境的要求

在設計保護區(qū)時,特別要考慮容易滅絕的物種對生境的特殊要求,①低密度種群有較高的滅絕危險性,波動大,需要大棲息地②在食物鏈中處于較高營養(yǎng)級,食物量較少的種群,需要大的棲息地③一些食性特殊的動物,需要特別的棲息地第22頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月保護區(qū)的面積自然保護區(qū)的大小取決于保護區(qū)的功能和目標面積越大,支持的物種數(shù)越多不同的物種需要不同的范圍保護區(qū)被相似的生態(tài)系統(tǒng)包圍,面積可小一些第23頁，課件共25頁，創(chuàng)