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第三章昆虫种群生态学昆虫生态学教学课件


(2)、种群分布型(population distribution)
指种群在一定时间条件下的空 间分布结构。
(3)、种间空间协调关系 指种群在空间上的依存关系。
(4)、性比(sex ratio) 指种群中雌性与雄性的比例。
一雌一雄制(monogamous) 一雄多雌制(polygamous) 一雌多雄制(polyandry) 孤雌生殖(parthenogenesis)
(5)、年龄组配(agedistribution)
指种群内各个年龄的个体数 量占种群个体总数的比例。 如图3-1。
个 体





A
B
C
图3-1 不同年龄组配的种群 ~7
(6)、统计特征
出生率、死亡率、迁出率、迁 入率
出生率(birth rate)与死亡率 (death rate):指单位时间内 出生(或死亡)个体数占种群 总数的百分比。
dx:寄生致死可由饲养二期幼 虫获得;因雨死亡数可通过扣 除而获得。
预蛹:lx:可直接计数; dx:饲养得出。
蛹:lx:可直接计数; 蛾:lx:羽化的成虫数。性比用羽
化成虫来统计。因雄虫可多次交 配,故雌虫比例大有利于种群增 长。相反,性比有利于雄虫时按 死 亡 因 子 处 理 。 雌 蛾 : 以 N3 表 示 , 加倍以维持生命表的平衡。
亡,直到第二代的同一年龄阶
段为止。这类生命表适用于一
般种群或世代离散的种群,可 进行种群趋势指数(I)和关键因 子(ki)等分析。
第二类是特定时间生命表,是在 一定时间间隔内调查种群存活数 或繁殖数量,获得种群在特定时 间内的死亡率和出生率。这类生 命表适用于世代重叠的种群,可 进行内禀增长率(rm)、净增殖倍数 (R0)和周限增长率(λ)分析。


Nt 100 165 272 448 739 1218(已增长12倍) …
(2)Logistic增长型 种群增长率微分式:
dN/dt=rN((K-N)/K)
当N=0时,种群呈指数增长 N=K时,dN/dt=0,种群增长率 为0
其中K为环境条件所允许的最大
种群密度,称之为环境负荷量 (carrying capacity);r为种群 增长率;1/r称之为自然反应时 间(natural response time) (TR) , 表示当种群受干扰后返回平衡 所需要的时间。
按此方法可以求出其它的各个ki。
如何最后确定关键的ki值呢?这要求 至少做同世代的生命表5~6个后(即 要做5~6年):
将第一年该世代的k1+k2+…+kn=K(1) 第二年该世代的k1+k2+…+kn=K(2), ……
直到
第六年该世代的k1+k2+…+kn=k (6)
累 加 得 到 一 系 列 的 K(i) 值 , ( i=1……6), 然 后 将 各 个 K(i) 为 自变量,各年份各个ki分别为因变 量做回归,即
5
51
51.12
7
52.5
52.18
9
53
53.22
11(t2) 13
54.3 (P2) 55.1
54.23 55.22
15
56.3
56.18
17
57
57.12
19
58
58.03
21(t3)
59 (P3)
58.91
设等t数1,tt量2。1,,tt3)2三P,t3。1,个取则P等t22:-,距tP1=离3t3的分- 纵t别2, 坐即代标时表值间对(间应种隔于相群 K=(2P1P2P3-P22(P1+P3))/(P1P3-P22)
三点法简单,然而取点不同时,K值会 有差别。
三、种群生命表分析
生命表(life table)起源于人口的 生命统计。狭义上说,生命表指 的是任一个体有可能存活到年龄 为x的概率的一览表。生命表从形 式上可以分为两大类:
第一类是特定年龄生命表,它 以一群同年龄昆虫为起始点,
跟踪、记录下它们的繁殖和死
由表中数据进行计算,如下: 取t1=1, P1=49; t2=11, P2=54.3,
t3=21, P3=59
代入上式,得: 则K=77.828,进而算得:
a=-0.49729, r=0.03042
于是有:Nt=77.828/(1+e-0.49729 - 0.03042t) 模拟计算结果如上表右侧数据。
0.64 0.49 0.72 0.80 0.52
0.15
x~取样时的虫态;
lx~ x阶段开始时的活虫数; dx~在该阶段中的死亡数; dx F~死亡因子; 100qx~死亡百分比乘以100;
Sx~该阶段内的存活率,以小数表 示。
卵:产卵完毕后查卵数,得该 年龄阶段的lx,又记为N1。
ln[ (K-N)/N]=a-rt
于是,利用直线回归, 即可求出a 及r的数值。
求K的方法,大体可分为目测 法、三点法和平均值法三类, 下面仅介绍三点法:
Logistic方程的拟合(三点法)
表3-3 Logistic方程的拟合示例
T(天)
N(个)
模拟值N
1(t1) 3
49 (P1) 50
48.95 50.05
正常雌蛾( ♀ ):lx:代表能产 最高卵量的雌蛾数。经测定每雌 蛾实际平均仅产112粒卵,与最高 产卵量216相比要少104粒,按死 亡处理,即:
1 0 0 qx =100(216-112)/216 =
48.1
期望卵量:正常雌蛾数×216, 这是期望的数值: (56.5/2)×216=6113 。
种群的增长指在一定环境条件下,随 着时间的推移,种群数量的增长模型。
1、世代离散性增长型
Nt+1=RNt
Nt ~ t世代内种群密度 Nt+1 ~ t+1世代内种群密度
R~t世代内的平均自然增殖速率
2、世代重叠的连续性增长型
(1)、指数增长型
Nt=N0ert
Nt为t时刻种群个体数,N0为开始时刻 种群个体数。r为种群增长率。
二、种群增长型
(一)、种群季节消长类型
在一定地域条件下昆虫种群密 度随自然界季节的变化而起伏 波动的模式。
如在长江流域常见的几种季节 消长型如下:
斜坡型:种群数量仅在前期出现生 长高峰,以后各世代便直趋下降。 如小地老虎、粘虫、稻蓟马、麦叶 蜂等。如图3-4A
阶梯上升型:即逐代逐季数量递增, 如玉米螟、红铃虫、三化螟、棉铃 虫等。图3-4B
死亡数dx可直接在田间测得;为 准确起见,每代同时培养200粒 卵,估计因未受精等未孵化的 部分。
一期幼虫:从孵出到四龄中期;lx: 由上阶段推算而来;
dxF:主要致死因子是下雨,其它 因子略去;
dx:由一期幼虫的lx减去二期幼虫 的lx 而得来(即下雨致死数)。
二期幼虫:从四龄中期到茧形 成,lx:直接计数。
(7)、种群的数量动态(population dynamics) 指种群沿着时间维和空间维表现 的数量变动。
种群数量动态
(8)、生物型分配(biotype distribution)
种群内不同生物型个体比例状况。
(9)、生存曲线( survivorship curve )
指从统计上表示一个种群所有个体 的生命全过程的数量动态曲线。
种群增长数量积分式(S型曲 线): Nt=K/(1+ea-rt)
K,a,r是三个待定参数; N=K/2为曲线的拐点。
* Nt
环境阻力
K
K/2
t
图3-5 Logistic增长型
(3)计算方法: 先确定K值,然后按上式进行整理,
得:
N(1+ea-rt)=K 展开:N+Nea-rt=K 于是有:(K-N)/N=ea-rt 两边取对数,得:
实际卵量:下一代的卵量,由 田间调查获得。实际卵量以N2 表示(8.5/2) × 216=918。
种群趋势指数I : 指新一代的卵量N2与上一代的 卵量N1的比值。本例为: I=N2/N1=918/1154=0.8
I> 1种群为上升趋势,I<1为下 降趋势,I=1种群处于平衡状态。
种群趋势指数(I)也可以通过将诸
Nt
t 图3-4 指数增长型
例:有一个昆虫种群,N0=100,r=0.5,单位时间为1年,则 各年种群大小如表3-1。
表3-1 一个假想的种群指数增长
年份 0
N0ert 100·e0×0.5
1
100·e1×0.5
2
100·e2×0.5
3
100·e3×0.5
4
100·e4×0.5
5
100·e5×0.5
是生物种在长期进化中形成的固有 的动态特征。一般可分为三种类型:
Ⅰ型:在生命前中期存活率较高。如 许多哺动物、人等。
Ⅱ型:在各个年龄阶段存活率稳定不 变。如水螅、几种鸟等。
Ⅲ型:在生命前期存活率较低。如无 脊椎动物、昆虫等。
Ⅰ型


Ⅱ型
率 Ⅲ型
年龄 图3-2 种群生存曲线 ~17
判断下述“集群”是不是种群? 1)中国本土的中国人。 2)农大校园内的农大人。 3)内蒙古地区的绵羊。 4)华北棉区的棉铃虫。 5)一箱蜜蜂。 6)一个池塘中的水龟虫。 7)一片菜地里的菜粉蝶。 8)一个实验室里饲养的蝗虫。
217
35.9
预蛹
387 D.insulartellae 53
28.2

136 性比(40.1%) 27
19.9
♀×2(N3) 109 光周期
52.4
48.1
“正常♀” ×2 56.6 成虫死亡 48.1
85.0
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