生态学资料:种群生态学单元复习提纲

来源:二级建造师 发布时间:2021-08-01 点击:

  “种群生态学”单元复习提纲 问答题  试述种群间的相互关系类型 答:两个种群可以彼此相互影响,也可以互不相扰。如果彼此相互影响,则这种影响可以是有利的,也可是以有害的。用“+”表示有利,“-”表示有害,“0”表示无利也无害,则种群间的相互关系类型及其特点如下表所示:

 关系类型 物种 A 物种 B 关系的特点 竞争 - - 彼此互相抑制 捕食 + - 种群 A 杀死或吃掉种群 B 中的一些个体 寄生和贝次拟态 + - 种群 A 寄生于种群 B 并有害于后者 中性 0 0 彼此互不影响 共生 + + 彼此互相有利,专性 互惠(原始合作)和谬勒拟态 + + 彼此互相有利,兼性 偏利 + 0 对种群 A 有利,对种群 B 无利也无害 偏害 - 0 对种群 A 有害,对种群 B 无利也无害  举例说明干涉(扰)竞争和资源利用竞争 答:干涉(扰)竞争是一种动物借助于行为排斥另一种动物使其得不到资源的通过个体间直接的相互作用而进行的竞争,最明显的例子是打斗或产生毒素,如狮子会在较小的食肉动物杀死食物后到来并取代它或植物产生一些抑制性物质。

 资源利用竞争是一个物种通过消耗短缺的资源,间接对第二个物种产生影响,但两个物种并不发生直接接触的竞争,如把双核小草履虫和大草履虫加入同一有酵母介质的培养皿中时,双核小草履虫在混合物中占优势,最后大草履虫死亡消失。

  试述竞争排斥原理 答:两个在生态学(位)上完全相同的物种不可能同时同地生活在一起,其中一个物种最终必将把另一个物种完全排除。这被称为竞争排斥原理(Competitive exclusion principle)。

  但是,完全的生态位重叠是不可能的。因此,如果两个物种出现共存,那么它们之间必然会存在生态学差异。

  这一原理强调不同物种要实现在饱和环境和竞争群落中的共存,就必须具有某些生态学上的差异。

  述 试述 r 对策和 k 对策种群的特征 答:r 对策种群生活在条件严酷和不可预测环境中的种群,其死亡率通常与种群密度无关,种群内的个体常把较多的能量用于生殖,而把较少的能量用于生长、代谢和增强自身的竞争能力。其数量经常处于逻辑斯谛增长曲线的上升阶段;其生物通常是短命的,寿命一般不足一年,生殖率很高,产生大量后代,但后代存活率低,发育快;种群的死亡率主要是由环境变化引起的(常常是灾难性的),而与种群密度无关;有较强的迁移和散布能力,容易在新的生境中定居;常常出现在群落演替的早期阶段。

  k 对策种群生活在条件优越和可预测环境中的种群,其死亡率大都由与密度相关的因素引起,生物之间存在着激烈竞争,因此种群内的个体常把更多的能量用于除生殖以外的其他各种活动。其数量常常稳定在逻辑斯谛曲线渐近于 K 值(环境负荷量)的附近;其种群通常是长寿的,数量稳定,竞争能力强;生物个体大但生殖力弱,产生很少的种子、卵或幼仔;亲代对后代提供很好的照顾和保护;死亡率由与种群密度相关的因素引起的,而不是由不可预测的环境条件变化引起的;对生境有极好的适应能力,能有效地利用生境中的各种资源,但它们的种群数量通常是稳定在环境负荷量的水平上或附近,并受着资源的限制;其种群在新生境中定居的能力较弱,它们常常出现在群落演替的晚期阶段。

  试述种群的繁殖对策 答:①一次繁殖。一次繁殖生物无论生活史长短,在个体发育中,每个阶段只循环出现一次,没有重复过程。所有一年生植物和二年生植物、绝大多数昆虫种类以及多年生植物的竹类、某些具有顶生花序的棕榈科植物都属于一次繁殖类型。

  ②多次繁殖。多次繁殖生物在性成熟以前的各个阶段只出现一次,但在繁殖阶段却要多次重复繁殖过

  程,个体发育的各个阶段,特别是衰老阶段也都较长。大多数多年生草本植物、全部乔木和灌木树种、高等动物如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类,以及鱼类的绝大多数种类,都属于多次繁殖类型。

  ③植物的选择受精。选择受精是指具有指定遗传基础的精核与卵细胞优先受精的现象,主要表现为生理生化和遗传上的特征,包括自交不亲和性选择、远缘杂交不亲和性选择、多个花粉精核间竞争等现象。植物选择受精一方面在同种中可以保证最适应的两性细胞的高度融合,从而增强其后代的存活能力;另一方面也限制了异种之间的自由交配,使种间生殖隔离,从而保证了各个种的相对稳定性。

  ④动物的性选择。形式多种多样,主要以异性的外表和行为作为选择的依据那些在婚配中适宜于表达给异性的特征,容易通过世代遗传而加强,所以在性选择的压力下,特别是在修饰、色泽、求偶行为等方面,形成明显的雌雄二形现象

 ⑤r 策略&k 策略  试述种群逻辑斯 谛 增长 答:逻辑斯谛增长模型为产生“S”型曲线的最简单的数学模型,即由指数增长方程乘上一个密度制约因子(1-N/K),就得到逻辑斯谛方程:dN/dt=rN[(K-N)/K],dN/N[(K-N)/K]=rdt,其积分式为N t =K/(1+e a-rt ),式中参数 a 的值取决于 N 0 ,是表示曲线对原点的相对位置。当 N>K 时,(K-N)/K 是负值,种群数量下降;当 N<K时,(K-N)/K 是正值,种群数量上升;当 N=K 时,(K-N)/K=0,种群数量不增不减。逻辑斯谛曲线在 N=K/2 处有一个拐点(转折点),该点上的瞬时增长率最大,到达该点前,瞬时增长率随种群增加而上升,到达该点后,瞬时增长率随种群增加而逐步下降。环境阻力指逻辑斯谛增长与指数增长的差距,它是拥挤效应的一个测度,环境阻力随种群增长而加大。

  试述种群数量调节的主要理论 答:①生物学派理论:生物因素(主要是寄生和捕食)是种群数量自然调节的主要因素;控制因素总是与竞争相关;不同种类的生物常常具有不同的平衡密度,同一种动物在不同的环境条件下,也会有不同的平衡密度,而动物数量的变化常常只围绕在平衡密度周围;自然平衡是由密度制约因素引起的,而密度制约因素通常都是生物因素如寄生、捕食和疾病等。

 ②气候学派理论:气候对昆虫种群的各个参数有极大影响;昆虫大发生常常与气候相关;强调昆虫种群的波动性而不太重视其稳定性。

 ③中间学派理论:把生物学派和气候学派的观点结合起来。在良好的环境条件下,种群数量的变化主要是一个密度制约过程,在恶劣的或不太适宜的环境条件下,由于环境条件波动极大,种群数量的变化主要是一个非密度制约过程。

  ④种群自我调节理论:自我调节学派按其强调点的不同,分为调节学说,内分泌调节学说,遗传调节学说。强调内因的作用,强调种群内个体在行为、生理和遗传上的差异,认为种群数量变化是由于个体特性的变化所致。当密度增加的时候,制止种群增长的力量不是环境因素的改变,而是个体特性劣化。

 ⑤密度制约与非密度制约理论:种群的密度制约调节是一个内稳定过程,当种群达到一定大小时,某些与密度相关的因素就会发生作用,通过降低出生率和增加死亡率而抑制种群的增长。如果种群数量降到了一定水平以下,出生率就会增加,死亡率就会下降,这样一种反馈机制将导致种群数量的上下波动。非密度制约因素可以对种群大小施加重大影响,也能影响种群的出生率和死亡率。

  试述引起种群周期波动的主要原因 答:一派主张种群数量的周期波动是由自然环境中的某些因素或种群自身的一些因素引起的,如食物不足或捕食作用。

  另一个学派认为:从统计学上看,种群的周期波动和随机波动是难以区分的,种群因受到多种环境因素的影响而表现出随机波动,而环境条件的随机波动也可能引起种群的周期波动。种群数量周期波动的主要特点是波的间距是有规律的,而波的振幅是无规律的。

   试述种群的基本特征 答:①数量特征,每单位面积(或空间)上的个体数量(即密度)是变动的,它受 4 个基本参数影响(出生率、死亡率、迁入率和迁出率)。

  ②空间分布特征(聚集分布、随机分布、均匀分布),小范围的分布称为分布格局(distribution pattern),大范围的分布称为地理分布(geographical distribution)。

  ③遗传特征,种群具有一定的基因组成,即系一个基因库,以区别于其他物种,但基因组成同样是处于变动之中的。

  ④年龄结构:种群中个体不同年龄段的比例构成了年龄结构,有稳定型、增长型、衰退型三种类型,种群的年龄结构与种群增长率有密切的关系。通过种群的年龄结构可以预测种群数量的变化趋势。

  试述种群年龄结构与种群增长的关系 答:种群的年龄结构与种群的增长率 r 之间有着密切的关系 r 的最适值取决于稳定的年龄结构,如果 r 值是已知的,那么稳定的年龄结构就能推算出来。对每一个物种来说,在每一特定的物化和生物条件组合下,都有一个特定的 r 值。环境条件发生了变化,r 值也将发生变化,r 值的变化又会引起年龄结构的改变。当环境条件恢复到原来状态时,r 值和种群的年龄结构也将恢复到原来状态

  试述种群的分布型及其检验方法 答:种群空间分布型大致可分为以下 3 类:

  ①随机分布型(random)。随机分布中每一个个体在种群领域中各个点上出现的机会相等,并且某一个体的存在不影响其他个体的分布。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,才产生随机分布。

  ②均匀分布型(uniform)。均匀分布个体之间的距离要比随机分布更为一致。均匀分布是由于种群成员间进行种内竞争引起的。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。

  ③集群分布型(clumped)。集群分布型最普通最常见,它是动植物对生境差异发生反应的结果,同时也受气候和环境的日变化、季节变化、生殖方式和社会行为的影响。

 检验空间分布型的方法之一是计算各样方中的个体数量,然后对含有不同个体数的样方进行分析,利用这些分析资料就可以计算样方的均数和方差。如果方差=均数,则为随机分布;若方差>均数,则为集群分布;若方差<均数,则为均匀分布。

  空间分布指数也常被用来检查种群的分布型,它就是由方差和均数的关系决定的。I(空间分布指数)=V(方差)/M(均数),当 I=1 时,为随机分布;当 I<1 时,为均匀分布(比随机分布更均匀);当 I>1是,为集群分布(比随分布更集群)。

  此外,还有许多空间格局检验方法,如 Grieg-Smith(1952)提出的等级方差分析法,Hill(1973)的三项轨迹分差法,Ripley(1978)的谱分析法,杨持等(1983)的二维网函数插值法等。

  举例说明特定时间生命表和特定年龄生命表 答:特定时间生命表(time-specific life table)又称静态生命表。它适用于世代重叠的生物,表中的数据是根据在某一特定时刻对种群年龄分布频率的取样分析而获得的,实际反映了种群在某一特定时刻的剖面(如人口普查得到各年龄人口数量组成的生命表)。它能够反映种群出生率和死亡率随年龄而变化的规律,但无法分析引起死亡的原因,也不能对种群的密度制约过程和种群调节过程进行定量分析。它的优

  点是容易看出种群的生存对策和生殖对策,而且比较容易编制,常用于难以获得动态生命表数据的情况下的补充

  特定年龄生命表(age-specific life table)又称为同生群或动态生命表(cohort life table),这样的研究又叫同生群分析(cohort analysis)。它从同时出生或同时孵化的一群个体(同龄群)开始,跟踪观察并记录其死亡过程,直至全部个体死完为止。例如:从一代产卵成虫开始直到下一代成虫出现为止,跟踪观察一个完整世代的死亡历程。特定年龄生命表在记录种群各年龄或各发育阶段死亡过程的同时,还记录死亡原因,从而可以找出造成种群数量下降的关键因素

   试述种群的存活曲线类型 答:存活曲线是借助于存活个体数量来描述特定年龄死亡率,它是通过把特定年龄组的个体数量,相对于年龄作图而得到。

 类型 I 是凹曲线,早期死亡率极高,如牡蛎、鱼类,很多无脊椎动物、寄生动物和某些植物(景天和高山漆姑草)。

  类型 II 呈直线,也称对角线型,属于该型的种群各年龄的死亡率基本相同,如水螅、小型哺乳动物、鸟类的成年阶段和某些多年生植物(毛茛属)等。

  类型 III 呈凸曲线,绝大多数个体都能活到该物种的生理年龄,早期死亡率极低,当达到一定生理年龄时,短期内几乎全部死亡,如人类、盘羊和其他一些哺乳动物,以及植物(垂穗草等牧草)。

  举例说明关键因素分 析方法 答:关键因素(又叫 K 因素)是指同死亡率相关的生物因素或非生物因素。根据连续几年生命表的研究,判断哪一时斯的死亡率对种群大小的影响最大,从而找出关键因子对总 K 的影响最大,这一技术称为 K-因子分析。关键因素分析被用来评价某一环境因素对未来种群动态的影响。

 其中 K 值是一个时期个体数目的对数减去下一个时期个体数目的对数。一个生活史时期的 K 值被认为是该时期的致死力(killing power)。将各个时期的 K 值加在一起,得到总的 K 值(即总的死亡率效应)。这个工作要连续进行许多世代或许多年,以便求出每一世代的总 K 值和其相应的 k 1 、k 2 、k 3 等各个发育阶段的 K 值。为了找出影响该种群数量变动的关键因素,就必须用各个发育阶段的 K 值相对于总 K 值作图,从作图中我们就可以看出是哪一个 K 值与总 K 值最相关,这个与总 K 值最相关的 K 值就是影响种群数量变动的关键 K 值。进一步找出在这个 K 值所代表的发育阶段中,影响该发育阶段死亡率的因素,这个因素就是影响整个种群死亡率的关键因素。

 例如舞毒蛾种群的各个 K 值。首先把有关资料编制成关键因素表,表中的第一横行数字代表每个世代的最大潜在出生率,在这里,我们只简单地从一只雌舞蛾开始,并把它的最大产卵量定为 800;以下各横行的值依次代表各发育阶段开始时的存活个体数,并将各个值转换为对数值;从某一发育阶段的对数值减去下一发育阶段的对数值,就是该发育阶段的 K 值,把各个发育阶段的...

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