第四章 家畜的种群生态与群落生态
第一节 种群及其生态学意义
种群是物种存在于自然环境的一个基本单位。种群生态学从种群水平来研究生物与环境的相互关系,是研究种群空间和数量特征的科学。
一、概念
种群(population)是指同种个体在一定空间内通过种内关系结成的统一体。
种内关系:Intraspecific relationship
种间关系:Intrespecific relationship
种群不是个体的简单相加,而是有组织、有结构的群体,不仅具有个体特征,还具有种群特征。
二、种群的特征
1.占有一定空间(空间特征);
2.有一定数量(数量特征);
3.有一定基因组成(遗传特征);
4.有一定的大小(size)和密度(density);
影响种群大小的四个基本参数就是:出生率(natality)、死亡率(mortality)、迁入(immigration)和迁出(emigration)——初级种群参数(primary population parameters)。
5.有一定的年龄分布(age distribution);
6.有一定的性比(xual ratio);
年龄分布、性比、种群增长率(population growth rate)和分布型(pattern of distribution)——合伙人英文次级种群特征(condary population characteristics)。
7.有一定的社区序列。
三、种群的生态学意义
1.有利于改善小气候
2.有利于捕食
3.有利于防御害兽
4.有利于繁衍后代
5.有利于行为的形成
第二节 种群增长和种内调节及种群间的关系
在自然条件下,种群的形成和发展一般要经历五个阶段,即迁入(immigration)、增长(increa)、平衡(equilibrium)、衰落(decline)和灭亡(extinction)。
一、种群增长模型
(一)种群的离散增长模型(差分方程)
1.增长率不变的离散增长模型
Nt+1=λNt 或 Nt = N0λt
N为种群大小,T为时间,λ(λ=N t+1/N t)为种群的周限增长率(finite rate of increa)。
当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,种群在一代中灭亡。
2.增长率随种群大小变化的离散增长模型
Nt+1=λNt=【1.0-B(Nt-Neq)】Nt
Neq:种群平衡密度;B:种群密度每偏离平均密度一个单位,种群增长率λ改变的比例。
当N授权委托书英文t = Neq,种群稳定;Nt < Neq,种群增长;Nusuallyt national geographic> Neq,种群下降。
(二)种群的连续增长模型(微分方程)
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1.增长率不变的连续增长模型——“J”型增长
Nt = N0ert
N为种群大小,T为时间,e是常数(2.71828……),r为种群的顺时增长率。
2.增长率随种群大小变化的连续增长模型——逻辑斯谛模型(logistic model)
N为种群大小,T为时间,r为种群的顺时增长率,K为环境容纳量。
密度效应:种群密度加大,必然出现空间和食物的争夺,从而影响出生率和存活率。
拥挤效应(crowding effect):密度效应产生的抑制性影响。
环境阻力(environmental resistance): 拥挤效应产生的抑制作用。
(三)阿利氏规律(Allee’s law)
动物需要有一个最适宜的种群密度,过密或过疏都可能对种群产生抑制性影响。
二、种群密度的调节机制
1.外因说
(1)气候学派
以色列人博登海默(Bodenheimer,1928)首先提出,是天气条件影响着动物的发育与存活,从而决定着种群密度。他和美国谢尔福德(Shelford)最早提出用温湿图和气候图来研究气候对于动物的适宜性。
(2)生物学派
生物学派以澳大利亚的尼科森(Nicholson,A,J.,1933)为首,他们认为,生物的种间因素包括捕食、寄生和种间竞争等关系对种群密度起着重要调节作用。
(3)折衷派
以米尔恩(Milne,1957)为代表。认为种群密度的变动受着复杂的生物的和非生物的因素所控制,并且随着地点和时间而改变。
2.内因说
(1)行为调节学说
以温·爱德华(Wyune—Edwards)为代表。动物种群中有两种相互对立的倾向,一是个体间相互吸引,这是结成社群的基础,另一种是个体间不相容,即反对过分拥挤。在后种倾向的影响下,动物种群一般都具有领域性和扩散机制。当种群在一定领域内的密度过高时,一部分个体(一般是正在生长发育的个体)就会离开原来的群体,另觅新的生活场所,建立新的群体。
(2)内分泌调节学说
以克里斯琴(Christian)为代表。认为应激反应是调节种群密度的根本机制。密度过高时,通过神经和内分泌反应,使死亡率上升,出生率下降。
(3)遗传学说
以奇蒂(Chitty)为代表。认为种内个体间的异质性,有的是表现型的,有的是基因型的。环境条件较好时,各类型个体都能存活下来,环境条件较差时,低质的个体就会因自然选择而被淘汰,因而使种群密度得到调节。
三、种群间的相互关系
表4—1 两个物种间相互作用的类型
作用类型 | 物种 | 一般特征 |
1 | 2 |
互利共生(mutualism) | + | + | 相互作用,对双方都有利 |
捕食作用(predation) | +obvious什么意思 | - | 种群1是捕食者 |
寄生作用(parasitism) | + | - | 种群1是寄生者 |
竞争作用(competition) | - | soundcheck - | 两个种群竞争共同资源而带来负的影响 |
中性作用(neutralism) | 0 | 0 | 两个种群彼此不受影响 |
偏害作用(amensalism) | - | 0 | 种群1受抑制,2不受影响 |
偏利作用(sommmensalism) | + | 0 | 种群1是偏利者,2不受影响 |
| | | |
(一)互利共生(mutualism)
1.仅表现在行为上的互利共生(如蚂蚁和金合欢);
2.包括种植和饲养的互利共生(如人类与农作物和家畜的关系);
3.有花植物和传粉动物的互利共生;
4.动物消化道中的互利共生(反刍动物和瘤胃微生物)
5.生活于动物组织或细胞内的共生体(热带海洋浮游生物中有藻类与原生动物的互利共生)。
(二)捕食(predation)作用
长期协同进化逐步形成的,捕食者固然有一整套有关的适应性特征,以便顺利地捕杀猎物,但猎物也产生一系列适应性特征,以逃避捕食者。上述特征是多方面的,有形态上和生理上的,也包括行为上的。捕食者进化过程中发展了锐齿、利爪、尖喙、毒牙等工具,运用诱饵追击、集体围猎等方式捕食猎物;另一方面新东方考研网,猎物也相应地发展了保护色、警戒
色、拟态、假死、集体抵御等种种方式以逃避被捕食。在捕食者——猎物相互关系进化中,形成了复杂的进化。假如某些捕食者在捕杀被食者中有更好的捕杀能力,那么它就在以后世代更易得到后裔。因此,自然选择有利于更有效的捕食。但是,当捕食过分有效,捕食者就可能把被食者消灭,然后捕食者也因饥饿而死亡。在多种捕食者捕食多种被食者的系统中,一种被食者可能通过隐藏来躲避捕食,另一种可能以快速飞跑来逃脱捕食,而捕食者也就难以在进化中同时获得这两种互相矛盾的捕食能力。对于被食者来说,自然选择有利于逃避捕食,但多种捕食者各具不同的捕食策略,因此被食者也难以获得适合于逃脱所有捕食者的行为和本能。
(三)寄生(parasitism)作用
寄主和寄生物的协同进化。寄生物对寄生生活的适应也多种多样。外寄生物,如虱、臭虫、蛭等体多呈背腹扁平,便于附着在宿主体表。跳蚤侧扁,适于跳跃和居于羽、毛之中。肠内寄生物体形细长(如蛔虫),有减少被消化道中食物流冲走之作用。为附着于体内或体表,寄生物常具钩、吸盘等附着器。体内寄生动物由于吸收的是已消化营养物,消化系统多退化,有的身体扁而具许多分支以增加吸收面积。寄生物生活史中具有特殊感染
或入侵宿主机体的时期,强大的繁殖力和相应的发达的生殖器官等是其保证。寄生生活的营养条件较自由生活祖先优越,这充分保证了繁殖力的提高,绦虫和蛔虫产大量卵就是其例证。许多寄生动物还发展了雌雄同体现象。
寄生物在宿主体内的生活,将引起宿主的反应,最明显的是引起宿主组织的局部性死亡,或宿主整体死亡。宿主的免疫反应是将能为寄生物生活的环境变成为寄生物所不能生存的。无脊椎动物有吞噬细胞,负责对付非自体的外来物的入侵,不仅是病毒细菌等寄生生物,还包括无生命的颗粒物。脊椎动物不仅具有吞噬反应,而且发展了复杂的免疫系统,能使宿主产生“记忆”,当寄生物再入侵时得到免疫。哺乳类的免疫球蛋白还可传递给下一代。因此,脊椎动物的免疫反应能保护宿主,增加存活率。
4.竞争(competition)作用
在某些自然种群中确实存在强烈的种间竞争,进入竞争的物种形成各种差异,以降低竞争的紧张度。如果两个物种的资源利用曲线完全分开,那么就有某些未利用资源。扩充利用范围的物种将在进化过程中获得好处。
竞争排斥原理(principle of competitive exclusion):竞争的结果使两个相似的物种不能占有相似的生态位(niche),而是以某种方式彼此取代,即“完全的竞争者不能共存”——高斯假说(Gau’s hypothesis)
生态位:物种对栖息地再划分的空间单位(Grinell,1917)。物种在生物群落中的地位和“角色”(Elton,1927)。生态位既包括种群的空间位置,也包括在生物群落中的功能位置(Hutchison,G..E.,1958)
生态位狭的物种,其激烈的种内竞争更将促使其扩展资源利用范围。由于这两个原因,进化将导致两物种的生态位靠近、重叠增加,种间竞争加剧;另一方面,生态位越接近,重叠越多,种间竞争也就越激烈。按竞争排斥原理,将导致某一物种灭亡,或者通过生态位分化而得以共存。后一种情形是导致两共存物种的生态位分离。总之,种内竞争促使两物种的生态位接近,种间竞争又促使两竞争物种生态位分开。
竞争排斥原理以及生态位分离等概念说明,“在同一环境中能够共存的物种,不可能是生态要求完全相似的,它们的相似性必定是极有限的”。这个观点在生产实践上也是很有用的。例如,进行引种工作中,引入的物种与原有的物种如果生态上完全相似,必然发生激烈的
竞争。因为通常新引入物种的数量更可能处于劣势,因此往往被排挤掉。为了使移植成功,要求一次引入大量个体,或者引入相当于当地“空生态位”的种类
5.中性(neutralism)作用
中性关系在家畜中普遍存在。在饲草料不足的情况下,中性关系常转化成竞争关系。
里约热内卢 英文第三节 生物群落及其演替
怎么提高表达能力一、生物群落
(一)概念