种群

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  种群汉语拼音:Zhongqun;英语:Population),在一定空间范围内同时生活着的同种个体的集群。例如同一鱼塘内的鲤鱼或同一树林内的杨树。营固着生活的动植物个体是由称为组件的重复单位(如腔肠动物的螅型体或高等植物的枝条)组成的,分析这些组件生物的种群需要同时考虑个体及组件两个水平。

种群特征

  同种生物结成的群体特征,大部分是数量特征,研究中常需要借助统计学。①种群的密度。密度指单位面积或体积中的个体数量。常用抽样方法加以估计。对于活动的生物,还可采用标记重捕法,经统计分析,获得密度指标。②种群的组成。种群内不同基因型的出现频率反映了种群的遗传组成,是群体遗传学的研究内容。在种群生态学中研究得较多的是种群的年龄组成和性别组成。它们是决定种群兴衰(数量变动)的重要因素。性别组成指雌性和雄性在种群中所占的比例,一般说来,雌性生育子代,所以种群中雌性数量增多时,种群数量趋向上升。年龄组成的意义在于,生物只在一定的年龄范围内才具有繁殖能力,而到达一定年龄则趋向死亡,因此,繁育年龄的个体在种群中的比例影响种群的出生率,老龄个体在种群中的比例影响种群的死亡率。③种群的社群结构。种群并非同种生物的简单聚合,在繁育关系上,在资源利用上,它们常形成一定的结构,这在较进化的动物类群中表现得最为明显。例如在鸟兽中可以见到不同的等级制、首领制,社会昆虫还有分工合作。资源常按一定的优势顺序在社群内分配。很多动物在进入繁育时期常占据一定的领域,这种划分资源的行为常有助于保护自然资源使之不致因抢食而枯竭。

种群动态

  广义上指一切种群特征的变动,狭义上则指种群数量在时间和空间上的变动 。种群动态是种群生态学的核心问题。掌握自然种群动态的规律,有助于更好地计划渔捞量、毛皮兽猎取量,以及野生动物的经济利用等,对农林业的害虫、害兽以及传播疾病的动物进行有效防治。

种群数量变动的形式

  主要有以下几种:①种群增长。有两种基本类型:一种是J型增长,种群密度按指数迅速增长,遇到环境阻力或其他限制后突然停止增长,通常可用指数方程式描述为dN/dt=rN;另一种是S型增长,开始增长缓慢,经正加速期通过拐点逐渐放慢(负加速期)而到达某一个极限水平(环境容纳量),通常可用逻辑斯谛方程描述为。②种群暴增。当条件适宜时,某些物种的数量在短期内迅速增加,超过平常的几十倍甚至几万倍。常见于农林业害虫和害鼠,一些藻类在水体中也易于大发生,习称“水华”。③生态入侵。某些生物因被人类引入适宜地区,种群增大,分布区一步步稳定扩大。例如欧兔在引进澳大利亚后,每年以112千米的速度扩展分布区,并与牛羊竞争牧草,其数量之大,严重威胁了畜牧业。④种群下降和灭绝。人类在开拓自然时破坏了物种栖息地或持久过度捕猎,都会造成种群数量的逐渐减少甚至灭绝。自然种群有时也有持续下降或灭绝的现象。⑤种群平衡。种群数量较长期地维持在一定水平上,没有大起大落。例如多数稀有种类和大型动物。⑥不规则波动和周期性振荡。自然种群中已知有周期性振荡的有两类:一类是9~10年周期,主要是美洲兔和猞猁,它们表现出猎物与捕食者的关系;另一类是3~4年周期,最著名的是旅鼠和北极狐,还有一些啮齿类、食肉类和鸟类。大多数动物种群波动属于不规则型。

种群调节的机制

  种群的数量变动,反映两组相互矛盾的过程(出生和死亡,迁入和迁出)相互作用的综合结果。因此,影响出生率、死亡率和迁移率的一切因素,都同时影响种群的数量动态。于是,生态学家提出许多不同的假说来解释种群的动态机制。①气候学派。多以昆虫为研究对象,认为种群参数受天气条件强烈影响,强调种群数量的变动,否认其稳定性。②生物学派。主张捕食、寄生、竞争等生物过程对种群调节起决定作用。50年代气候学派和生物学派发生激烈论战,但也有的学者提出折衷的观点,认为气候学派和生物学派的争论,反映了他们工作地区环境条件的不同。强调食物因素的学者也可归入生物学派,如营养物恢复假说。③自动调节学说。强调种内成员的异质性,认为种群密度的变化影响了种内成员,使出生率、死亡率等种群参数发生变化。按所强调的特点,又分行为调节、内分泌调节和遗传调节等学说。

组件生物的种群过程

  组件生物的种群结构具有两个水平,同样也有两个水平的多态现象:一是传统的多态现象,代表了N(个体数量)水平的遗传个体之间的差别;二是η(组件数量)水平的多态现象,如雌雄同株植物上的雌花与雄花等。植物种群生态学是70年代以来新发展的领域。

种群的进化

  进化意味着种群中有利性状的增加和不利性状的减少,这是相应基因频率变化的后果。进化中某个种群与同种的其他种群间出现生殖隔离,就意味着新种的形成。由此可见,进化代表种群的质变,而对种群进行遗传学和生态学的综合研究正是探索进化机制的主要途径。基因频率和基因型频率的变化一方面是因为基因突变和重组提供了新的生物变异,另一方面则是自然选择的结果。在各种选择因子中,以生物因子最为活跃。