内容正文:
第13讲 种群和群落
一、种群
1.种群有构成
构成种群的个体可以是单体生物,也可以是构件生物。大多数动物都是由受精卵直接发育而来,称为单体生物,其器官、组织、各个部分的数目在整个生活周期的各阶段保持不变,且形态上具有高度稳定性。大多数植物、海绵、水媳和珊瑚等生物个体是由受精卵先发育成一结构单位或构件(通常包括叶、芽、茎等),再发育成更多的构件,称为构件生物。
2. 自然种群的基本特征
数量特征——个体的生生死死使种群大小不断变化。
空间特征——种群不仅有分布区域,也有在生活空间中的布局。
遗传特征——种群内个体可相互交配,具有一定的基因组成,系一个基因库,以区别于其他物种。
3.种群的动态
种群的动态是指种群生态学的核心内容。种群动态研究种群数量在时间上和空间上的变动规律,包括:①种群的数量或密度;②种群的分布;③种群数量变动和扩散迁移;④种群调节。
4.种群增长的模型
当种群在“无限”的环境中,即假定环境中空间、食物等资源是无限的,因而其增长率不随种群本身的密度而变化,这类增长通常呈指数式增长。可称为与密度无关的增长。与密度无关的增长又可分为两类,如果种群的各个世代彼此不相重叠,如一年生植物和许多一年生殖一次的昆虫,其种群增长是不连续的、分步的,称为离散增长,一般用差分方程描述(Nt=N0λt);如果种群的各个世代彼此重叠,例如人和多数兽类,其种群增长是连续的,用微分方程描述。
Nt=N0λt,λ是种群离散增长模型中的重要参数,如果λ>1种群上升,λ=1种群稳定,0<λ<1种群下降,λ=0雌体没有繁殖,种群在下一代中灭亡。
二、种间关系和生态位
1.种间竞争
种间竞争是指具有相似要求的物种,为了争夺空间和资源而产生的一种直接或间接抑制对方的现象。在种间竞争中,常常是一方取得优势,而另一方受抑制甚至被消灭(图13-1)。
种间竞争的能力取决于种的生态习性、生活型和生态幅度等。具有相似生态习性的植物种群,在资源的需求和获取资源的手段上竞争都十分激烈,尤其是密度大的种群更是如此。植物的生长速率、个体大小、抗逆性及营养器官的数目等都会影响到竞争的能力。
2.食草作用
食草作用是广义捕食的一种类型,其特点是被食者只有部分机体受损害,通常捕食者只采食植物的某一部分,留下的部分能够再生,例如牛羊吃草,植物本身没有逃脱食草动物的能力。当今的世界大部分是绿色的、植物没有被动物吃尽,其解释有二:①食草动物在进化中发展了自我调节机制,防止作为其食物的植物都毁灭掉;②植物在进化过程中发展了防卫机制。因此,食草动物与植物之间在进化过程中出现了选择竞争。
3.生态位
生态位是指在自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。它与生境含义不同,生境是指物种生活的环境类型的特性,如地理位置、海拔、水湿条件等。
如果将竞争排斥原理与生态位概念应用到自然生物群落,则有以下一些要点:
(1)一个稳定的群落中占据了相同生态位的两个物种,其中一个种终究要灭亡。
(2)一个稳定的群落中,由于各种群在群落中具有各自的生态位,种群间能避免直接的竞争,从而又保证了群落的稳定。
(3)一个相互起作用的、生态位分化的种群系统,各种群在它们对群落的时间、空间和资源的利用方面,以及相互作用的可能类型方面,都趋向于互相补充而不是直接竞争。因此,由多个种群组成的生物群落,要比单一种群的群落更能有效地利用环境资源,维持长期较高的生产力、具有更大的稳定性。
4.生态位重叠和排斥
生态位重叠是指两个或更多生态位相似的物种生活在同一空间出现分享或竞争资源的现象。
生态位重叠的两个物种,当资源不足时,竞争优势较大的物种会占有生态重叠部分而把另一物种完全排除,即竞争排斥。
三、群落的基本特征
生物群落可定义为“特定空间或特定生境下具有一定的生物种类组成及其与环境之间彼此影响,相互作用,具有一定的外貌,包括形态结构与营养结构 ,并具特定的功能的生物集合体”。从这个定义中,可知生物群落具有以下基本特征:
1.具有一定的外貌
一个群落中的植物个体,分别处于不同的高度和密度,从而决定了群落的外部形态。在植物群落中,通常由生长类型决定其高级分类单位的特征,如森林、草原等类型。
2.具有一定的种类组成
每个群落都是由一定的植物、动物、微生物种群组成的,因此,种类组成是区别不同群落的首要特征。一个群落中种类成分的多少及每种个体的数量,是度量群落多样性的基础。
3.具有一定的结构
生物群落是生态系统的一个结构单元,它本身除具有一定的种类组成外,还具有一系列结构特点,包括形态结构、生态结构与营养结构。如生活型组成、种的分布格局、成层性、季相、捕食者和被食者的关系等。但其结构常常是松散的,不像一个有机体结构那样清晰,有人称之为松散结构。
4.形成