第三章家畜種群與環(huán)境（一）第一節(jié)家畜種群與地理分布第二節(jié)家畜種群的動態(tài)變化第三節(jié)家畜種群的相互關(guān)系第四節(jié)家畜種群對群落演替的影響主要內(nèi)容第一節(jié)家畜種群與地理分布種群（population）一定空間中同種個體的組合占有一定的領(lǐng)域，同種個體通過種內(nèi)關(guān)系有機地組成一個系統(tǒng)一家畜種群及其生態(tài)學意義種群是物種存在的基本單位，是繁殖單位，進化單位，也是構(gòu)成群落的基本單位不是個體的簡單聚合，是一個有自我特征的整體畜牧學范疇，在物種以內(nèi)以交配和親子關(guān)系相聯(lián)系的，具有血緣關(guān)系的集團，包括品種、品系、地域群體、類群等分子生物學范疇，家畜種群是一個具有各種基因并表現(xiàn)出各種基因型的眾多個體組成的親緣群體（又稱基因庫）家畜種群有利于改善小氣候種群的生態(tài)學意義有利于捕食獵物有利于防御傷害有利于繁衍后代有利于行為的形成有利于形成或保持符合商品生產(chǎn)要求的家畜品種（系）有利于自然資源整合，提高資源利用效率家畜種群的生態(tài)學意義有利于增加同種畜產(chǎn)品數(shù)量，改善畜產(chǎn)品品質(zhì)有利于提高家畜的商品生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)效益數(shù)量特征空間特征遺傳特征系統(tǒng)特征二家畜種群的基本特征三家畜種群的生態(tài)分布一家畜種群的特征參數(shù)基本特征（初級參數(shù)）：數(shù)量、密度或大小，出生率，死亡率，遷入率，遷出率綜合特征（次級參數(shù)）：年齡結(jié)構(gòu)，性比，空間分布，增長型等第二節(jié)家畜種群的動態(tài)變化概念populationdensity單位面積（或空間）內(nèi)種群的個體數(shù)目（一）種群密度絕對密度（absolutedensity）單位面積或空間內(nèi)種群的實際個體數(shù)相對密度（relativedensity）單位面積或空間內(nèi)種群的相對數(shù)量，只能作為表示種群數(shù)量高低的相對指標（1）總數(shù)量調(diào)查計數(shù)某地段中全部生活的某種動物的數(shù)量適用于集群分布明顯的生物種群例子：黃羊、海豹、牛、羊1絕對密度測定只計數(shù)種群的一小部分，據(jù)此估算種群總數(shù)適用于隨機分布或均勻分布的生物種群（2）

取樣調(diào)查將調(diào)查地段劃分為若干個樣方在調(diào)查地段中隨機地抽取一定數(shù)量的樣方計數(shù)各樣方中的全部個體數(shù)統(tǒng)計學方法，估計種群總數(shù)樣方法樣方的形狀可以多樣，但必須具有良好的代表性，可通過隨機取樣法來保證樣方的大小要視研究對象而定樣方的數(shù)量需要在抽樣前確定注意事項劃分生境類型——確定樣線——走樣線，觀察計數(shù)可統(tǒng)計出絕對密度或相對密度路線法路線法原理熟悉分布范圍及習性在活動最強的時間段內(nèi)觀察天氣晴朗無風，對動物活動無影響注意事項在調(diào)查地段中，捕獲一部分個體進行標志，然后放回一定時間后進行重捕根據(jù)比例，估算種群數(shù)量標志重捕法（林可指數(shù)法）N:M=n:m

N=Mn/mN，樣地中種群個體總數(shù)M，樣地中標志個體總數(shù)n，重捕個體數(shù)m，重捕中標志個體數(shù)標志個體均勻分布，每個體被捕幾率相同調(diào)查期間，無遷入和遷出沒有出生和死亡假設(shè)調(diào)查期限不宜過長或過短。過長，個體出生和死亡，遷入和遷出；過短，標志個體未均勻分布標志方法要合理。不能影響動物的活動性，不能過分鮮艷，不易丟失注意事項相對密度測定的不是動物密度的絕對值，只是表示種群數(shù)量多少的多度指數(shù)指標直接數(shù)量指標間接數(shù)量指標2相對密度測定捕鼠夾、黑光燈、陷阱、生物網(wǎng)等捕獲百分率或捕獲個體數(shù)（1）

捕捉在某生境樣地（可以是矩形或帶狀）中布置鼠夾鼠夾行、列間距一般為5m或10m可統(tǒng)計出相對密度：捕獲率（%）或捕獲數(shù):只/公頃夾日法誘餌選擇鼠夾易丟失、損壞，及時補充進行種群動態(tài)調(diào)查時，夾次數(shù)不能過少注意事項兔、鹿等中、大型動物計數(shù)樣方或線路上的痕跡糞堆、土丘、洞穴、足跡等

（2）

動物活動所遺留的痕跡品種結(jié)構(gòu)年齡結(jié)構(gòu)性別比例（二）種群結(jié)構(gòu)出生率（natality）增殖能力，即通過繁殖增添新個體的速率單位時間內(nèi)種群的出生個體數(shù)與種群個體總數(shù)的比值1種群結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)最大出生率種群處于理想條件下的出生率，為理論常數(shù)，有參照比較意義。實際出生率（生態(tài)出生率）種群在特定環(huán)境條件下所表現(xiàn)出的出生率性成熟的速度牛，8-14月；綿羊，4-8月；豬，3-6月；駱駝，24-36月；小鼠，30-40天發(fā)情周期牛，21天；綿羊，17天；家兔，8-15天；小鼠，4-6天影響出生率的因素每次產(chǎn)仔數(shù)目牛，1犢；羊，1-3只；豬，5-15頭；家兔，5-10只妊娠期牛，282天；綿羊，150天；豬，114天；駱駝，402天；家兔，30天單位時間內(nèi)種群的死亡個體數(shù)與種群個體總數(shù)的比值死亡率（mortality）最低死亡率（生理死亡率）種群在最適環(huán)境條件下所表現(xiàn)出的死亡率，即生物都活到了生理壽命實際死亡率（生態(tài)死亡率）種群在特定環(huán)境條件下所表現(xiàn)出的死亡率，種群中個體的壽命為生態(tài)壽命年齡分布：種群的年齡分布就是不同年齡組在種群內(nèi)所占的比例性比：種群內(nèi)雌雄（♀♂）個體的比例關(guān)系2種群的年齡結(jié)構(gòu)和性比繁殖前期prereproductionperiod繁殖期reproductionperiod繁殖后期postreproducctionperiod又稱年齡金字塔(agepyramid)，是用從上到下一系列不同寬度的橫柱做成的圖。橫柱的高低橫柱的寬度年齡錐體野外，觀測困難，影響因子多變，難以進行室內(nèi)培養(yǎng)，建立數(shù)學模型二家畜種群的增長模型1無限環(huán)境中的離散增長模型最簡單的單種種群增長模型種群進入新的棲息環(huán)境，一定時期增長率不變（一）種群的離散增長模型增長無界限，無限環(huán)境下，不受資源、空間條件限制世代不重疊，增長不連續(xù)，離散型無遷入遷出無年齡結(jié)構(gòu)模型假設(shè)數(shù)學模型Nt+1=λNt

或Nt=N0λt無限條件下，離散種群的增長表現(xiàn)為每時間單位的數(shù)量是前一時間單位數(shù)量的λ倍，增長形式為幾何級數(shù)式增長生物學含義λ：周限增長率λ＞1種群上升λ＝1種群穩(wěn)定0＜λ＜1種群下降λ＝0無繁殖，種群在一代中滅亡模型參數(shù)資源限制種群密度對增長率有影響增長率改變2有限環(huán)境中的離散增長模型世代不重疊的種群在有限空間，增長率隨種群密度大小而變化，并且密度與增長率是簡單的線性關(guān)系模型假設(shè)Neq

種群平衡密度，即λ＝1種群穩(wěn)定時的密度，有限環(huán)境所允許的最大密度B為直線斜率，表示種群密度每偏離Neq一個個體，增長率λ改變的比例λ=1.0－B(Nt－Neq)，Nt+1=λNt=[1.0－B(Nt－Neq)]Nt數(shù)學模型離散型種群在有限環(huán)境中有一個平衡密度Neq（即種群穩(wěn)定不再增長的最大密度），種群增長受密度制約生物學意義λ=1－B(Nt－Neq)，密度效應(yīng)Nt＝Neq時λ＝1種群穩(wěn)定Nt＜Neq時λ＞1種群表現(xiàn)為正增長Nt＞Neq時λ＜1種群將下降1增長率不變的連續(xù)增長模型模型假設(shè)世代重疊，種群增長是連續(xù)的其余同離散增長模型（二）種群的連續(xù)增長模型數(shù)學模型r，瞬時增長率b，瞬時出生率d，瞬時死亡率r=b-d連續(xù)增長的種群在無限環(huán)境中，種群數(shù)量Nt等于初始數(shù)量N0

與ert

的乘積，只要瞬時增長率r

＞0，種群就會表現(xiàn)出指數(shù)式增長，增長曲線呈“J”型生物學含義環(huán)頸雉邏輯斯諦模型（logisticmodel），又稱阻滯增長模型種群生態(tài)學中重要的模型2有限環(huán)境中的連續(xù)增長模型環(huán)境條件有限世代重疊，連續(xù)增長種群，無遷出遷入，不考慮年齡結(jié)構(gòu)種群增長簡單地只受密度制約，即隨密度上升，對增長率的影響逐漸地按比例增加模型假設(shè)環(huán)境容納量/負荷量，KN=K時，dN/dt=0每增加一個個體對增長率降低產(chǎn)生1/K的影響N個個體，剩余空間1-N/K=rN(1-)數(shù)學模型Nt

=1+ea-rtKdNdtNK“S”型曲線上漸近線，K值曲線變化速率曲線特征增加修正項(1-N/K)N→0，(1-N/K)→1，接近指數(shù)增長N→K，(1-N/K)→0，種群潛在的最大增長不能實現(xiàn)N，0→K，抑制性定量1/K，擁擠效應(yīng)生物學含義最大值K，種群的環(huán)境容納量種群增長具有密度效應(yīng)，密度制約作用密度增長對增長率下降的抑制效應(yīng)是按比例的，1/K種群能實現(xiàn)的增長程度為密度本身的函數(shù)，1-N/K對邏輯斯諦增長的總結(jié)開始期(initialphase)，潛伏期加速期(acceleratingphase)轉(zhuǎn)捩期(inflectingphase)減速期(deceleratingphase)飽和期(asympototicphase)邏輯斯諦曲線的五個時期數(shù)學上的簡單性明顯的現(xiàn)實性邏輯斯諦曲線的特點模型提供了有限環(huán)境中種群增長的基本機制，是其他相互作用種群增長模型的基礎(chǔ)是確定最大持續(xù)產(chǎn)量的主要模型邏輯斯諦方程的意義第三章

家畜種群與環(huán)境（二）第一節(jié)家畜種群與地理分布第二節(jié)家畜種群的動態(tài)變化第三節(jié)家畜種群的相互關(guān)系第四節(jié)家畜種群對群落演替的影響主要內(nèi)容第三節(jié)家畜種群的相互關(guān)系空間生態(tài)學研究空間對于種群動態(tài)和群落的結(jié)果、動態(tài)、多樣性以及穩(wěn)定性的影響一種群的空間格局均勻型（uniform）隨機型（random）成群型（clumped）種群空間格局(spatialpattern)種群的每一個個體均勻地分布于其所生活的地理和空間范圍內(nèi)，成因是個體間的激烈競爭自然界種群內(nèi)個體分布情況比較少見人工環(huán)境下較為多見，肉雞舍內(nèi)地面平養(yǎng)的肉仔雞群，育肥豬舍的豬群等均勻型分布種群每一個個體在其領(lǐng)域范圍內(nèi)各個點上出現(xiàn)的機會是相等的，并且某一個體的存在不影響其他個體的出現(xiàn)自然界中，環(huán)境資源分布均勻，種群內(nèi)個體沒有彼此排斥或吸引，隨機分布隨機型分布種群內(nèi)的一些個體聚集在一起，形成小群體，分布于其所生活的地理和空間范圍內(nèi)最常見的種群內(nèi)分布型環(huán)境資源分布的不均勻性，動物的社會行為等成群型分布個體之間的相互作用營巢地食物等資源環(huán)境因子人為因素影響種群分布的因素二種群的相互關(guān)系主要的種內(nèi)相互關(guān)系競爭、自相殘殺、性別關(guān)系、領(lǐng)域性、社會等級等主要的種間相互關(guān)系競爭、捕食、寄生、互利共生負相互作用：對種群增長或其他特征有抑制（-）正相互作用：有收益（+）中性作用：無明顯的影響（0）根據(jù)種間相互作用的性質(zhì)，可以將其分為三種類型作用類型物種一般特征12偏利作用+0種群1是偏利者，種群2不受影響原始合作++對兩物種都有利，但非必然互利共生++相互作用，對雙方都必然有利中性作用00兩個種群彼此不受影響競爭：直接干涉型--一個物種直接抑制另一個物種競爭：資源利用型--共同資源缺乏時的間接抑制偏害作用-0種群1受抑制，2不受影響捕食作用+-種群1是捕食者，種群2為獵物寄生作用+-種群1是寄生者，種群2為寄主兩物種間相互作用的類型1偏利共生（commensalism）又稱單惠共生，是指相互作用的兩個種群一方獲利，而對另一方則沒什么影響正相互作用（positiveinteraction）吸附在鯊魚腹上的魚即兩種生物在一起，彼此各有所得，但二者之間不存在依賴關(guān)系2原始合作(

protocooperation)果園養(yǎng)鴨稻田養(yǎng)魚一種專性的、雙方都有利并形成相互依賴和能直接進行物質(zhì)交流的共生關(guān)系3互利共生（mutualism）菌根地衣1競爭（competition）廣義的競爭是指兩個生物爭奪同一對象而產(chǎn)生的對抗作用種間競爭，種內(nèi)競爭負相互作用（negativeinteraction）狹義的捕食是指肉食動物捕食草食動物廣義的捕食還包括草食動物吃食植物，植物誘食動物，以及寄生等

2捕食（predation）狼捕食芋螺在捕食魚類鱷蜥捕食青蛙一個種（寄生者）寄居于另一種（寄主）的體內(nèi)或體表，從而攝取寄主的養(yǎng)分以維持生活的現(xiàn)象3寄生（parasitism）菟絲子捕食、寄生和競爭看起來對一種有利，對另一種不利，但是，深入研究表明它們是相輔相成、協(xié)同進化而來的姐妹種某些生物產(chǎn)生的化學物質(zhì)對其它生物產(chǎn)生毒害作用異種抑制，胡桃抗生作用，點青霉產(chǎn)生的青霉素4偏害作用（amensalism）（一）競爭Gause草履蟲實驗大草履蟲（Parameciumcaudatum）雙核小草履蟲（P.aurelia）袋狀草履蟲（P.bur-saria）研究實例利用性競爭僅通過損耗有限的資源，而個體不直接相互作用的競爭干擾性競爭通過個體間直接的相互作用競爭類型及其一般特征競爭結(jié)果的不對稱對一種資源的競爭能影響對另一種資源的競爭結(jié)果競爭的一般特征α為物種乙對物種甲的競爭系數(shù)β為物種甲對物種乙的競爭系數(shù)

競爭模型兩個物種競爭的三個結(jié)局物種1被擠掉，物種2取勝而生存下來物種2被擠掉，物種1取勝共存

模型的行為生態(tài)學（生態(tài)位）上相同的兩個物種不可能在同一地區(qū)內(nèi)長期共存，如果生活在同一地區(qū)內(nèi)，由于劇烈競爭，它們之間會出現(xiàn)生態(tài)位分化競爭排斥原理有機體（家畜）在環(huán)境中占據(jù)的地位每個種群與群落中其他種群在時間和空間上的相對位置及其機能關(guān)系生態(tài)位（niche）基礎(chǔ)生態(tài)位在生物群落中，若無任何競爭者存在時，物種所占據(jù)的全部空間，即理論最大空間稱為該物種的實際生態(tài)位當有競爭者存在時，物種僅占據(jù)基礎(chǔ)生態(tài)位的一部分，這部分實際占有的生態(tài)位稱為指生物所能利用的各種資源的總和根據(jù)生態(tài)位寬度，可以將物種分為廣生態(tài)位的和狹生態(tài)位的兩類不同物種的生態(tài)位寬度不同生態(tài)位寬度兩個具競爭關(guān)系的物種，其生態(tài)位重疊究竟有多大，這要由物種的種內(nèi)競爭和種間競爭強度決定種間競爭促使兩物種的生態(tài)位分開生態(tài)位重疊兩個競爭物種的資源利用曲線不可能完全分開，只有在密度很低，種間競爭幾乎不存在的情況下才會出現(xiàn)d，曲線峰值間的距離；w，曲線的標準差d>w，種間競爭小；d<w，種間競爭大三個共存物種的資源利用曲線如果兩競爭物種的資源利用曲線重疊較少，物種是狹生態(tài)位的，其種內(nèi)競爭較為激烈，將促使其擴展資源利用范圍，使生態(tài)位重疊增加如果兩競爭物種的資源利用曲線重疊較多，物種是廣生態(tài)位的，生態(tài)位重疊越多，種間競爭越激烈，按競爭排斥原理，將導致某一種物種滅亡，或通過生態(tài)位分化而得以共存指一種生物攻擊、損傷或殺死另一種生物，并以其為食前者稱為捕食者（predator），后者稱為被食者或獵物（prey）（二）捕食作用1典型的捕食食肉動物吃食草動物或其它食肉動物等包括大型肉食動物、猛禽、捕食性昆蟲以及食蟲植物等狹義的捕食概念廣義的捕食2食草動物采食植物與真寄生者的區(qū)別是殺死寄主

3昆蟲中的擬寄生者捕食者與被食者是同一物種4同類相食形態(tài)、行為上的適應(yīng)捕食者：銳齒、利爪、毒牙等，集體捕獵獵物：保護色、警戒色、假死等，集體抵御捕食者與獵物的相互適應(yīng)捕食者在進化過程中能夠形成自我約束能力，對獵物不造成過捕不捕食繁殖年齡的個體，捕食老弱病殘群體選擇精明的捕食者捕食者-獵物系統(tǒng)是兩者協(xié)同進化的結(jié)果二者互相依賴，形成彼此難以分離的相對穩(wěn)定的關(guān)系食草動物對植物的部分機體損害廣義捕食的一種類型食草作用（herbivory）

植食者—植物系統(tǒng)，“放牧系統(tǒng)grazingsystem”食草動物對植物的損害非致命性傷害、致命傷害植物對不利因子的抵抗逃避、忍耐對策、防御相互作用植物—食草動物的相互影響

食草動物多樣性及其適應(yīng)方式多樣性草食作用的刺激下引發(fā)產(chǎn)生植物及其防衛(wèi)機制的多樣性食草動物的采食活動（如同“割草”）在一定強度內(nèi)能刺激植物凈生產(chǎn)力的提高放牧活動能調(diào)節(jié)植物的種間關(guān)系，適度的放牧可使牧場植被保持一定的穩(wěn)定性種群動態(tài)外因：氣象學派和生物學派內(nèi)因：自動調(diào)節(jié)學派三種群調(diào)節(jié)多以昆蟲為研究對象種群參數(shù)（出生率、死亡率等）受天氣影響劇烈種群數(shù)量大的變動與天氣變化明顯相關(guān)認為氣候因子是種群動態(tài)的首要因子；強調(diào)自然種群數(shù)量的變動，否認穩(wěn)定性氣候?qū)W派以色列，Bodenheimer,1928，最早提出，天氣條件通過影響昆蟲的發(fā)育和存活來決定種群密度英國，Uvarov,1938，氣候因素對昆蟲生長率、產(chǎn)卵率和死亡率的影響澳大利亞，Andrewartha和Birch,1954，決定薊馬密度的是天氣條件，與競爭等無關(guān)氣候?qū)W派的擁護者主張生物因子的密度制約對種群調(diào)節(jié)起決定作用。主張捕食、寄生和競爭等生物過程對種群調(diào)節(jié)起決定作用澳大利亞，Nicholson，調(diào)節(jié)種群密度的只能是密度制約因素生物學派強調(diào)種群調(diào)節(jié)的內(nèi)源性因素，重視種群內(nèi)個體間的異質(zhì)性種群密度自身影響本種群的各個特征和參數(shù)，如出生率、死亡率等種群的自動調(diào)節(jié)是各物種所具有的適應(yīng)性特征行為調(diào)節(jié)、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)、遺傳調(diào)節(jié)自動調(diào)節(jié)學派（self-regulation）由于人類有意識或無意識地將某種非本地產(chǎn)的生物或本地原產(chǎn)但已絕滅的生物從原產(chǎn)地帶入適宜其棲息和繁衍的地區(qū)，致使其種群不斷增長，分布區(qū)逐步穩(wěn)定地擴展的過程四生態(tài)入侵（ecologicalinvasion）生產(chǎn)需要、環(huán)境建設(shè)、觀賞等目的，有意引進某些物種，然后人為失控貿(mào)易、運輸、旅游等人為活動無意識傳入自然因素，通過風媒、水流、鳥蟲媒等途徑傳播生態(tài)入侵的途徑引入（import）外來物種跨越地理屏障來到新的生態(tài)區(qū)域，主要借助人員、貨物的大量流動逃逸（escape）外來物種入侵新的區(qū)域并失去控制的過程，畜牧業(yè)生產(chǎn)中，引進畜種使用不當生態(tài)入侵的階段建群（establish）引入物種適應(yīng)當?shù)丨h(huán)境，定居成功，建立小種群危害（pest）

外來物種的和暴發(fā)，擴散機制：競爭、捕食、化感作用、雜交、基因滲透等加快當?shù)啬承┪锓N的滅絕速度，使物種多樣性銳減與本地種雜交，基因滲透，遺傳多樣性喪失生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)能量流動難以進行，生態(tài)系統(tǒng)紊亂，生態(tài)失衡生態(tài)入侵的后果紫莖澤蘭豚草水葫蘆大米草入侵澳洲的野兔北美引進澳洲瓢蟲、大紅瓢蟲防治柑桔吹綿蚧捕食或競爭排斥可能會使本地特有物種瀕臨滅絕引入種的天敵控制問題引入種可能帶來的疾病危害病害生物的生態(tài)入侵物種引入必須考慮的生態(tài)問題種群？家畜種群？生態(tài)學意義？種群密度？統(tǒng)計方法？年齡錐體？邏輯斯諦模型？含義？意義？種群的相互關(guān)系？生態(tài)位？生態(tài)入侵？思考題第四章群落與生態(tài)系統(tǒng)（一）第一節(jié)群落第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)概述第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動第四節(jié)生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)第五節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的平衡第六節(jié)環(huán)境污染對生態(tài)系統(tǒng)的影響主要內(nèi)容第一節(jié)群落生物群落（bioticcommunity）

相同時間聚集在一定地域或生境中各種生物種群的集合，即生態(tài)系統(tǒng)中生物成分的總和一群落的基本概念具有一定的物種組成具有一定的結(jié)構(gòu)層次具有一定的動態(tài)特征不同物種間相互影響具有一定的分布范圍形成一定的群落環(huán)境具有特定的群落邊界特征群落的基本特征物理結(jié)構(gòu)植物生長型垂直分層結(jié)構(gòu)群落外貌的季節(jié)相二群落的結(jié)構(gòu)群落中的物種組成、相對多度以及多樣性、演替和群落內(nèi)物種間相互作用群落的外貌、物理結(jié)構(gòu)決定著其內(nèi)的生物結(jié)構(gòu)生物結(jié)構(gòu)垂直成層現(xiàn)象大多數(shù)群落都有垂直的分化陸地群落的層次主要由植物的生長型和生活型決定（一）垂直結(jié)構(gòu)成層現(xiàn)象是分層利用資源的結(jié)果，擴大對資源的利用范圍層次越復(fù)雜，對環(huán)境資源利用越充分成層現(xiàn)象的生態(tài)意義生物量少，一般不決定陸地群落的分層結(jié)構(gòu)群落的不同層次中棲息著不同的動物群群落中動物分層現(xiàn)象種名林冠層高于10.7米喬木層4.6~10.7米灌木層1.2~4.6米草被層0.9~1.2米地面林鴿33333--茶腹

34341--青山雀150204196246長尾山雀122183136189旋木雀32752717-煤山雀451087820-沼澤山山雀25741971032戴菊2103314-烏鶇27258947紅胸鴝--293219鷦鷯--2014020櫟林中鳥類不同層次中的相對密度（仿Odum，1971）其形成主要與構(gòu)成群落的成員的分布情況有關(guān)均勻型，人工林，沙漠植物成群型，群落中植被的斑塊狀鑲嵌（二）水平格局陸地群落中植被的水平格局（鑲嵌結(jié)構(gòu)）的主要決定因素非生物因素影響（火、風）植被的斑塊狀鑲嵌物候、結(jié)構(gòu)、多樣性動物影響喜食情況種子散布食物貯藏排泄物踐踏挖洞植被影響異種抑制遮蔭作用繁殖特點土壤影響營養(yǎng)物質(zhì)土壤質(zhì)地地形特點氣候影響微氣候徑流群落植被的水平格局類型決定著群落中動物的水平格局動物的活動導致群落中的植被在水平方向上有復(fù)雜的鑲嵌性群落結(jié)構(gòu)隨時間（晝夜、季節(jié)）而明顯變化（三）時間格局晝夜節(jié)律晝行性、夜行性動物群群落的晝夜相農(nóng)田，蝶、蜂、蠅→蛾、螟蛾森林，晝行性鳥類→貓頭鷹松鼠→鼯鼠、林姬鼠水生動物群落例子群落中植被和動物群隨季節(jié)而變化溫帶落葉闊葉林留鳥，候鳥，變溫動物行為群落的季節(jié)相群落交錯區(qū)（ecotone）

不同類型群落交界的區(qū)域（過渡地帶）過渡地帶有的寬，有的窄；有的變化很突然，有的是逐漸過渡；有的是持久性的，有的是暫時性的（四）群落交錯區(qū)與邊緣效應(yīng)在群落交錯區(qū)中（或兩種生境類型交匯區(qū)），物種種類和密度都有增加的現(xiàn)象趨勢邊緣效應(yīng)（edgeeffect）把動物生活所需的各類環(huán)境盡可能多地在一個地區(qū)交錯提供出來，以增加多樣性及數(shù)量野生動物管理中的交錯配置群落中物種的種類組成及數(shù)量描述群落生物結(jié)構(gòu)的基本數(shù)據(jù)三物種多樣性反映群落中物種豐富度和異質(zhì)性（均勻性）的綜合指標Shannon-Weiner指數(shù)Simpson指數(shù)多樣性指數(shù)H

，香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)S

，組成群落的物種數(shù)Pi

，第i物種個體數(shù)占所有物種總個體數(shù)的比例，Pi

=ni/N香農(nóng)-威納指數(shù)

（Shannon—Weinerindex）物種甲（Pi）物種乙（Pi）群落A100（1.00）0（0）群落B50（0.50）50（0.50）群落C99（0.99）1（0.01）舉例香農(nóng)-維納指數(shù)計算群落A群落B群落C各種之間，個體分配越均勻，H值就越大每一個個體都屬于不同的種，多樣性指數(shù)最大，Hmax每一個個體都屬于同一種，多樣性指數(shù)最小說明最大多樣性值均勻性指數(shù)辛普森多樣性指標=隨機取樣的兩個個體屬于不同種的概率=1–(隨機取樣的兩個個體屬于同種的概率)辛普森指數(shù)（Simpsonindex）群落A群落B群落C群落D物種150203539物種24203339物種35203039物種4212023439物種52339物種62839物種72139物種82039物種91939物種101939物種11239物種12139舉例群落A群落B群落C群落DS441212N8080468468H0.971.391.802.48D0.530.750.720.92E0.7010.731多樣性指標四群落的演替communitysuccession在一定地段上，群落由一個類型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪活愋偷挠许樞虻难葑儯ㄒ唬┭萏娴母拍钏萏嫦盗虚_始于水域和陸地環(huán)境交界處水生植物的占據(jù)和動物帶來的有機物使池底變淺，成為陸地從湖泊演替為森林（二）群落演替的實例池水較深自由漂浮植物階段浮游生物和魚類殘體、湖岸雨水帶來的泥沙，湖底抬高裸底期水深3-5米輪藻屬首先在湖底裸地上生長，加快有機物的積累，狐尾藻、金魚藻、眼子菜等高等水生植物，進一步墊高湖底沉水植物期水深2-3米浮葉根生植物，菱角、杏菜、蓮、睡蓮水下光照條件不利于沉水植物，原有的被推往深處浮水植物期水深1-2米蘆葦、香蒲、水蔥、澤瀉等直立水生植物出現(xiàn)水底迅速增高，浮島，水下土地間而露出，開始具陸生環(huán)境特點挺水植物期水底露出水面，暫時性水池禾本科、莎草科、燈心草科的濕生草本植物蚯蚓、蝗蟲、鳥類濕生草本植物階段濕生草本群落被中生草本群落代替適宜條件下，灌木、喬木，木本群落森林木本群落

一個湖泊的演替過程實際上是湖泊填平過程，可以從一個水池到水邊陸地上群落的空間上的變化看出這種群落在時間上的演變過程。（群落演替研究的一個重要方法）原生演替(primarysuccession)生物在原生裸地（此前未被生物定居過）上的定居演替次生演替(secondarysuccession)原有的生物群落受人類或自然力的破壞后再次發(fā)生的演替（三）演替的分類在不利的自然或人為因素（污染、過牧等）干擾下，演替向反方向進行，使群落逐漸退化，生產(chǎn)力下降。森林→草原草原→荒漠逆行演替放牧對草地植物群落的影響群落演替植物多樣性草地植物生物學特性植物生產(chǎn)量（四）放牧對生物群落演替的影響采食、踐踏等影響土壤的物理結(jié)構(gòu)對營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)換影響草地營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)，從而改變土壤的化學成分放牧對土壤理化性質(zhì)的影響隨放牧強度的增加，土壤表層含水量下降，土壤容重增大過度放牧使植被蓋度變小，減小植物對土壤的保護；過度踐踏，土壤緊實，土壤結(jié)構(gòu)改變輕度放牧適度放牧重度放牧過度放牧放牧場放牧演替的階段第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)概述生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）一定空間中共同棲居著的所有生物與其環(huán)境間由于不斷進行物質(zhì)循環(huán)和能量流轉(zhuǎn)而形成的統(tǒng)一整體一生態(tài)系統(tǒng)的概念二生態(tài)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)生產(chǎn)者（producers）

能從簡單的無機物制造食物的自養(yǎng)生物綠色植物、藻類和化能自養(yǎng)細菌生物成分直接或間接依賴于生產(chǎn)者所制造的有機物質(zhì)，異養(yǎng)生物食草動物，食肉動物，大型（頂級）食肉動物寄生蟲類消費者，腐食類消費者，雜食類消費者消費者（consumers）還原者利用動、植物殘體及其它有機物為食的異養(yǎng)生物主要是細菌和真菌等微生物分解者（decomposer）非生物環(huán)境abioticenvironment無機物、有機物、氣候非生物成分能量流energyflow物質(zhì)流matterflow信息流informationflow三生態(tài)系統(tǒng)的基本功能食物鏈(foodchain)

以食物營養(yǎng)為中心的生物之間食與被食的鏈索關(guān)系，是物質(zhì)、能量流動的主要渠道四食物鏈、食物網(wǎng)和營養(yǎng)級浮游植物→浮游動物→食草性魚類→食肉性魚類植物→蝴蝶→蜻蜓→蛇→鷹舉例食物鏈的每一環(huán)節(jié)稱為營養(yǎng)級營養(yǎng)級的位置越高，歸屬于這個營養(yǎng)級的生物種類和數(shù)量就越少營養(yǎng)級（trophiclevel）生物放大作用環(huán)境中某些元素或難分解的化合物，在食物鏈上各種生物體內(nèi)的濃度，隨營養(yǎng)級的增高而不斷增大的現(xiàn)象食物鏈的富集作用（biologicalmagnification）有機氯農(nóng)藥DDT

水中（0.00005ppm）→浮游生物（0.04）→蝦（0.16）→鱔魚（0.28）→捕食性魚（2.07）→鷗、鵜鶘（75）ppm，partspermillion，

1ppm=1mg/kg或1mg/L舉例牧食食物鏈grazingfoodchain以植食動物吃植物的活體開始的食物鏈碎屑食物鏈detritalfoodchain以分解動、植物尸體或糞便中死有機物開始的食物鏈食物鏈的類型生態(tài)系統(tǒng)中各生物成分通過營養(yǎng)聯(lián)系而鏈連成的網(wǎng)狀整體食物網(wǎng)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)抵抗外力干擾的能力就越強，反之亦然食物網(wǎng)（foodweb）生態(tài)金字塔各個營養(yǎng)級之間的數(shù)量關(guān)系，可采用生物量單位、能量單位和個體數(shù)量單位來表達，生物量金字塔、能量金字塔、數(shù)量金字塔五生態(tài)金字塔與生態(tài)效率同化效率植物體所利用的日光能或動物攝食中被同化的能量，An/In生長效率（生產(chǎn)效率）形成新生物量的生產(chǎn)能量占同化能量的百分比，Pn/An生態(tài)效率消費（利用）效率n營養(yǎng)級所消費（即攝食）的能量占n-1營養(yǎng)級的凈生產(chǎn)能量的百分比，In+1/Pn生態(tài)效率（林德曼效率）n+1營養(yǎng)級攝食獲得量占n

營養(yǎng)級攝食獲得量的比率，同化效率×生長效率×消費效率Kozlovsky1969牛和兔子的生態(tài)效率比較（引自Kleiber，1967）項目牛兔子動物數(shù)量1頭300只總體重600kg600kg每天食料消耗（干草）7.5kg30kg每天熱量損失83.6MJ334.4MJ每天增重0.9kg3.6kg每噸干草增重108kg108kg生產(chǎn)3t干草的牧草地在理論上可供應(yīng)1年90天每公頃土地生產(chǎn)的畜產(chǎn)品中所含的蛋白質(zhì)和能量畜產(chǎn)品蛋白質(zhì)[kg/(hm2?年)]能量[103MJ/(hm2?年)]牛奶11510.46牛肉27~573.1~4.6羊肉23~622.1~7.5豬肉507.9兔肉1807.4雞肉924.6初級生產(chǎn)（primaryproduction）自養(yǎng)生物的生產(chǎn)過程凈初級生產(chǎn)量＝總初級生產(chǎn)量－呼吸量NPP＝GPP－R或NPP＝△B＋植物部分死亡＋消費者消耗△B：生物量的變化值六初級生產(chǎn)和次級生產(chǎn)最適條件下初級生產(chǎn)量的估計效率[MJ/(m2?d)]（引自Loomis等，1963）內(nèi)容能量輸入能量損失比例（%）總?cè)肷潢柟饽?0.90100不能被植物色素吸收11.62-55.8可被植物色素吸收9.2844.2植物表面反射0.77-3.7非活性吸收0.92-4.4光合作用可利用7.5936.1在有機物合成中未利用6.83-32.5總初級生產(chǎn)量（GP）0.763.6呼吸消耗（R）0.25-1.2凈初級生產(chǎn)量（NP）0.512.40.405hm2玉米田在一個生長季節(jié)內(nèi)（100d）的初級生產(chǎn)效率（引自Transeau，1926）內(nèi)容葡萄糖（kg）熱值（106MJ）占入射日光能比例入射日光能8.540100.0%被利用的日光能用于光合作用初級生產(chǎn)量（NP）66870.1061.2%呼吸（R）20450.0320.4%總初級生產(chǎn)量（GP）87320.1381.6%用于蒸騰作用3.80444.4%未被利用的日光能4.59854.0%內(nèi)容MJ/(hm2?年)占入射日光能比例入射日光能1970.66100%凈初級生產(chǎn)量（NP）20.711.05%呼吸消耗（R）3.680.19%總初級生產(chǎn)量（GP）24.391.24%一塊荒地生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)效率（引自G0lley，1960）荒地的總初級生產(chǎn)效率低于玉米田，但是它把總初級生產(chǎn)量轉(zhuǎn)化為凈初級生產(chǎn)量的效率較高次級生產(chǎn)（secondaryproduction）第二性生產(chǎn)異養(yǎng)生物再生產(chǎn)過程次級生產(chǎn)P＝A－R＝C－FU－RA：同化量assimilationR：呼吸能量C：攝食量consumptionFU：糞、尿能量次級生產(chǎn)量的測定生態(tài)系統(tǒng)類型主要植物及其特征被捕食百分比成熟落葉林喬木，大量非光合生物量，世代時間長，種群增長率低1.2~2.51~7年棄耕田一年生草本，種群增長率中等12非洲草原多年生草本，少量非光合生物量，種群增長率高28~60人工管理牧場多年生草本，少量非光合生物量，種群增長率高30~45海洋浮游植物，種群增長率高，世代短60~99幾種生態(tài)系統(tǒng)中食草動物利用植物凈生產(chǎn)量的比例（引自Kucera，1978）第四章群落與生態(tài)系統(tǒng)（二）第一節(jié)群落第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)概述第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動第四節(jié)生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)第五節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的平衡第六節(jié)環(huán)境污染對生態(tài)系統(tǒng)的影響主要內(nèi)容生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)較復(fù)雜，不能全面地把每個細節(jié)都描述清楚在種群、食物鏈、生態(tài)系統(tǒng)三個層次進行能量流動分析，所獲得的資料相互補充，有助于了解生態(tài)系統(tǒng)的功能第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動1960-1962，美國L.B.Slobodkin，單細胞藻喂養(yǎng)水蚤以不同速率加入單細胞藻以控制食物供應(yīng)量，以不同速率移走水蚤并改變水蚤的年齡，測定不同年齡對凈生產(chǎn)量的影響一實驗種群層次上的能流分析Y，收獲量；I，總?cè)∈沉浚籒P，凈生產(chǎn)量；GP，總生產(chǎn)量Y/I，隨取食速率的增加而增加，移走成年水蚤時較高，移走幼年時較低，最大值12.5%水蚤個體大和食物很充足時，NP/GP小，反之NP/GP大，兩者最佳配合時，NP/GP最大值19%二食物鏈層次1960年，美國F.B.Golley，密歇根州，分析了一個由植物、田鼠和鼬組成的食物鏈的能流NP，GP，未被捕食者采食，采食后未被同化部分b，未吃；c，吃后未同化食物鏈層次上的能流分析[J/(hm2?年)]食物鏈環(huán)節(jié)未利用GP和NPRNP/GPI（植物）49.5×106（99.6%-b）74×103（0.1%-c）GP=59.3×106NP=49.5×1068.8×1060.85II（田鼠）12×103（61.5%-b）2.6×102（1.3%-c）GP=176×103NP=6.0×103（+13.5×103輸入）170×1030.03III（鼬）GP=55.6×102NP=1.3×10254.3×1020.02三生態(tài)系統(tǒng)層次草地生態(tài)系統(tǒng)Heal&MacLean100J的凈初級生產(chǎn)，植食動物消費29%（脊椎動物25%。無脊椎動物4%），脊椎動物凈生產(chǎn)量0.25%，無脊椎0.64%分解者的消費量超過100J，這是因為分解者亞系統(tǒng)有再循環(huán)：第一次攝食中未被同化的可以再進入下一次的攝食中主要特征在次級凈生產(chǎn)量中，分解者亞系統(tǒng)占98.4%，而消費者亞系統(tǒng)不到2%草地生態(tài)系統(tǒng)中大部分能量是通過分解者亞系統(tǒng)的四普適模型生物地化循環(huán)（biogeochemicalcycles）指物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)之間的輸入和輸出以及在生物圈各層之間的交換第四節(jié)生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)一物質(zhì)循環(huán)的一般特點生產(chǎn)者消費者環(huán)境分解者庫（pool）生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)在運動過程中被暫時固定、貯存的場所流（flow）物質(zhì)在庫與庫之間的轉(zhuǎn)移運行循環(huán)物質(zhì)的性質(zhì)生物的生長速率有機物分解的速率影響物質(zhì)循環(huán)速率的因素水循環(huán)氣體型循環(huán)，主要貯庫是大氣，碳循環(huán)、氮循環(huán)沉積型循環(huán)，主要貯庫是土壤、沉積物、地殼，磷循環(huán)、硫循環(huán)循環(huán)的類型水的分布15億立方千米97%是海洋咸水2%結(jié)合與冰雪中不到1%的才是能供人類使用的液態(tài)淡水二水循環(huán)水循環(huán)空氣污染和降水改變地面，增加徑流過度利用地下水水的再分布人類活動對水循環(huán)的影響碳循環(huán)（carboncycle）氮循環(huán)（nitrogencycle）三氣體型循環(huán)貯存庫如在巖層中的碳，其容積很大，但活動緩慢，一般為非生物成份交換庫或循環(huán)庫在生物體和它們的環(huán)境之間進行迅速的交換，是容量較小而很活躍的部分（一）碳循環(huán)大氣CO2濃度與全球氣候變暖由大氣層的氣體引起的全球氣候變暖溫室氣體包括CO2、甲烷、NO、N2O、水蒸氣等溫室效應(yīng)Thegreenhouseeffect冰川融化海平面上升生物的滅絕或遷移全球氣候變暖的生態(tài)影響（二）氮循環(huán)分子態(tài)氮被還原成氨和其他含氮化合物的過程通過閃電、火山爆發(fā)活動的高能固氮；工業(yè)固氮；生物固氮1固氮作用以各種氧化氮輸入大氣污染空氣以硝酸鹽輸入水系，污染江河湖泊人類對氮循環(huán)的影響人類活動與全球氮循環(huán)水體富營養(yǎng)化，赤潮，水華水體硝酸鹽濃度升高對生物的危害，并造成土壤酸化細菌作用于土壤硝酸鹽，產(chǎn)生N2O，進入大氣破壞臭氧層，并作為溫室氣體促進氣候變暖不利后果由氨化細菌和真菌的作用將有機氮（蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸等）分解成氨與氨化合物，氨溶于水即成銨離子，可被植物直接利用2氨化作用在通氣良好的土壤中，氨化合物被亞硝酸鹽細菌和硝酸鹽細菌氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，共植物吸收利