Transcript 黑貽貝平均個體質量與族群密度之關係

Chapter 11 Intraspecific
Population Regulation
種內的族群調節
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11.1 The Environment
Functions to Limit Population
Growth
環境的運作限制族群的成長
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假設的生物出生率與死亡率與族群數量
的關係圖
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Logistic model of population growth
(邏輯族群成長模式）
• dN/dt = rN（1- N/K)
• K: carrying capacity (環境的最大族群
承載量）。推導過程在p.217-218。
• Logistic model公式推導在p. 218 (Q.
E.11.1)
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Logistic model of population growth
(邏輯族群成長模式）
• Logistic model在N值很小時，族群成
長與指數成長模式相同。
• 當N值接近K值時，族群成長接近零
• 族群成長速率在N＝K/2時最高。
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邏輯成長模式的族群數量與時間的關係
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邏輯成長模式的族群成長率與族群數量的關係
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以指數成長及邏輯成長模式預測灰松鼠的族群
變化情形（r=0.18, K=200 and N(0)=30)
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How many people can the Earth support?
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何謂「生態足跡」及「生命
行星指數」？
回家作業
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11.2 Population Regulation
Involves Density Dependence
族群調節包括密度相關因素
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Population regulation (族群調節）
• Density dependent (密度相關）：
例如疾病、寄生蟲感染
• Density independent (密度無關）：
例如惡劣天候
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「密度相關」的三種族群調節情形，負
回饋機致使族群數量維持在K值。
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Allee effect
• 生態學家W. C. Allee 提出的族群調節
機制。
• 低族群密度導致生物的繁殖或存活降
低的現象。
• 「生物防制法」證實Allee effect存在。
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具有Allee effect效應的三種「密度相關」族群調節情形。
當族群數量低於一定值，Allee effect將導致族群滅絕。16
11.3 Competition Results
When Resources Are Limited
當資源受限制時會導致競爭發生
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Competition （競爭）
• Interspecific competition （種間競爭）
• Intraspecific competition （種內競爭）
• Scramble competition (雜亂競爭）：
競爭導致全體均缺乏資源。
• Contest competition (爭奪競爭）：部
分個體取得資源的競爭。
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Competition（競爭）
• Exploitation （利用）：例---植物競
爭吸取水分
• Interference （干擾）---鳥類的領域
行為
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11.4 Intraspecific Competition
Affects Growth and
Development
種內競爭影響生長與發育
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種內競爭與生長發育
• 種內競爭會影響生長發育情形。例
如蝌蚪、bluegills、吳郭魚的生長。
• 種內競爭會影響部分個體的生存。
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白目蓿種植密度與平均植株重量的關係成反比
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種內競爭對植物Atriplex prostrata生長及光合作用的影響23
Rana tigrina蝌蚪的養殖密度對平均體型的影響 24
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林蛙蝌蚪的生長速率、活力及相對體長與族群密度的關係
11.5 Intraspecific Competition
Can Influence Mortality Rates
種內競爭會影響死亡率
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Horseweed存活密度與植株平均質量的關係
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Horseweed存活密度與植株平均質量的關係
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黑貽貝平均個體質量與族群密度之關係
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鱒魚的體型與族群密度之關係
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鱒魚幼魚的死亡率與生長速率與族群密度之關係
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11.6 Intraspecific
Competition Can Reduce
Reproduction
種內競爭減少繁殖
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Competition vs. Reproduction
• 種內競爭會減小個體的繁殖力。
• 種內競爭會延遲個體的繁殖年齡。
• 種內競爭會減少性成熟個體的繁殖比率
• 族群密度增加會減少個體的繁殖力。
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豎琴海豹的族群密度與（a)繁殖年齡（b)繁殖比率 之關係
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族群密度對walleye(魚)生長速率與性成熟年齡的影響
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一棵玉米的繁殖力（種子數目）與族群密度成反比
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一株Salicornia europaea的種子產生數目與
族群密度成反比例
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11.7 High Density Is Stressful
to Individuals
高密度對個體會造成壓力
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重點
• 高密度族群會對生物個體產生不良
影響，抑制其免疫系統、延遲其性
成熟…。
• 實驗室內的動物實驗證明此事實，
但野外族群很難研究。
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11.8 Dispersal Can Be
Density-Dependent
遷移與族群密度相關
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11.9 Social Behavior May
Function to Limit Population
社會行為具有調節族群成長的
功能
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11.10 Territoriality Can
Function to Regulate
Population Growth
領域性有調節族群成長的作用
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名詞解釋
• Home range:動物在一年間使用、
活動的範圍。
• Territory（領土）: 動物防衛的區
域（defend area)。
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北美洲哺乳動物體型大小與home range的關係
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Grasshopper sparrow 雄鳥的領域狀況
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山雀領域的置換取代現象
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11.11 Plants preempt Space
and Resource
植物先取得空間與資源（指競
爭的方式）
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植物的根部競爭影響植物的生長
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11.12 Density-Independent
Factors Can Influence
Population Growth
密度無關的因素（天災人禍）
會影響族群成長
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積雪深度與白尾鹿繁殖力（小鹿/母鹿）之關係
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白尾鹿族群量的變化與冬季積雪深度之關係
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T. Scott Sillett研究warbler1986-2000在北美
與牙買加的族群變化
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Black-throated blue warbler育幼
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Black-throated blue warbler
• 此鳥在北美東部森林繁殖（5月中
至8月），在大安地列斯群島渡冬
（10-3月）。
• 捕食鱗翅目昆蟲幼蟲。
• 對繁殖地及渡冬地點都有很高的
忠誠度。
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加勒比海地區地圖
http://www.onlycruisestravel.com/caribbean/map.jpg
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Black-throated blue warbler的研究
• 死亡大多發生在遷移的過程中（15倍
以上，85％死亡發生在遷移過程）。
• ENSO影響warbler在牙買加渡冬的存
活率，但在New Hampshire則是影響
其繁殖力與幼鳥的體重。
• Warbler繁殖力受到ENSO與族群密度
二者的共同影響
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Black-throated blue warbler的研究
• 聖嬰現象為其渡冬地及繁殖地帶來
不同的影響。聖嬰年使牙買加及北
美的降雨減少，女嬰年相反。
• 密度相關因素亦影響其繁殖力，若
其前一年族群密度低，則第二年的
繁殖力將提高。
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Black-throated blue warbler在Jamaica 與
New Hampshire的年存活率與SOI的關連
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Warbler繁殖力受到ENSO與族群密度二者
的共同影響
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