簡介
增長型種群:指在增長型種群中,老年個體數目少,年幼個體數目多,在圖像上呈金字塔型,今後種群密度將不斷增長,種內個體越來越多。
研究方法
種群密度的統計與估算方法
種群密度在生產生活中有重要作用,以下介紹兩種常用的統計與估算方法,估算時“等可能”最為關鍵,不能摻入人為因素。
常見的取樣方法
①樣方法
樣方法適合調查植物,以及活動能力不強的動物,例如,跳蝻、蝸牛,蒲公英等。其操作過程是:在被調查範圍內,隨機選取若干個完全相等的樣方,統計每個樣方的個體數,並求出每個樣方的種群密度,再求出所有樣方種群密度的均值,以此值作為被調查種群之種群密度的估算值。
常見的取樣方法有“等距取樣法”、“五點取樣法”、“Z字取樣法”等。
②標誌重捕法
標誌重捕法適用於活動能力較強的動物,例如,田鼠、鳥類、魚類等。其操作過程是:在被調查種群的活動範圍內,捕獲部分個體,作上標記,再放回原來的環境中,經過一段時間後在同一地點進行重捕,估算公式:[1]
種群總數/標記個體數=重捕個數/重捕中標記個體數
此估算方法得出的估算值傾向於偏大,因為很多動物在被捕獲一次後會更加難以捕獲,導致“重捕中標記個體數”偏小。標記時也需要注意,所用標誌要小而輕,不能影響生物行動;也不能用過於醒目的顏色(比如紅色),否則會使生物更加容易被天敵捕食,影響估算精確度。
其他類型
增長型
在增長型種群中,老年個體數目少,年幼個體數目多,在圖像上呈金字塔型,今後種群密度將不斷增長,種內個體越來越多。
穩定型
現階段大部分種群是穩定型種群,穩定型種群中各年齡結構適中,在一定時間內新出生個體與死亡個體數量相當,種群密度保持相對穩定。
衰退型
衰退型種群多見於瀕危物種,此類種群幼年個體數目少,老年個體數目多,死亡率大於出生率,這種情況往往導致惡性循環,種群最終滅絕,但也不排除生存環境突然好轉、大量新個體遷入或人工繁殖等一些根本扭轉發展趨勢的情況。
增長類型
指數增長("J"型增長)
指數增長模型的提出者是著名人口學家托馬斯·馬爾薩斯(T.Maithus),他認為種群數量的增長不是簡單的相加關係,而是成倍地增長;後來,生物學家查爾斯·羅伯特·達爾文(C.R.Darwin)通過對大象種群的研究再次確認了這一增長模式。這種客觀存在的增長模式表明,所有種群都有爆炸式增長的能力。
指數增長的函式式是指數方程,變數為時間t,常數為種群密度增長的倍數。這一增長模式沒有上限,完全的指數增長只存在於沒有天敵、食物與空間絕對充足(以至於沒有種內鬥爭)的理想情況,實際生活中,培養皿中剛接種的細菌、入侵生物(例如鳳眼蓮)、藍藻爆發時,種群會在相當一段時間內進行指數增長,隨後則趨於穩定或大量死亡。
邏輯斯蒂增長("S"型增長)
指數增長是一種過於理想的情況,許多生物在指數增長一段時間後,數量會維持穩定,這可以用另一個數學模型進行描述。
試驗結果
實例:俄羅斯生態學家G.W.高斯(G.W.Gaose)曾進行試驗,在0.5ml培養液中放入5個大草履蟲,每24h統計一次該種群的種群密度,結果見右圖,由圖可知,大草履蟲在進行了快速的增長後,穩定在75隻(K值)這個數量上。邏輯斯蒂增長模型能更好地指導人為的種群調節。
環境容納量
進行邏輯斯蒂增長的種群在數量上,存在一個上限,這個上限就被稱為環境容納量,簡記“K值”,代表在環境在不受到破壞的情況下對該種群最大承載量,或該種群在該環境的最大數量。一個種群在種群密度為K/2時,增長率最快,這可以指導經濟生物的採集,讓種群密度始終控制在K/2的範圍內,“多餘”的進行採集,可以讓經濟生物保持最快的增長。