第五讲 种群与群落  
 
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广角镜1:我国人口增长状况及其问题与对策

我国人口在1849年,达到4.13亿,1949年底,达到5.42亿。解放后,随着科学、教育、卫生、体育等事业的发展,国民健康水平的提高,使人口死亡率迅速下降,数量激增,在1949--1986年的37年内,人口几乎翻了一翻。目前我国人口总数已达约13亿。解放后人口增加最多的一年是1970--1971年,人口在一年内增加2257万,平均每天增加61836人,每小时增加2577人,每分钟增加43人。20世纪60年代是我国人口自然增长率最高的年代,从1962-1970年人口平均自然增长率为27.49‰。70年代后我国人口自然增长率开始明显下降,到1980年10年间平均为15.98‰。50多年来我国人口变化的基本特点是:增长速度快,规模大(50年间增加了约7亿人口),人口平均寿命大大延长(由解放前的40岁左右延长到68岁),人口中青少年比重大。目前我国2l岁以下青少年的比例约占全国总人口的一半,这些青少年将陆续进入生育年龄,表明我国人口在今后相当长的一段时间里,仍属“增长型”。2000年11月我国进行了第五次全国人口普查,据2001年3月国家统计局公布的该次人口普查主要数据显示,我国人口过快增长的势头已得到有效控制,这次人口普查,全国总人口为129533万人。祖国大陆人口与1990年人口普查相比,10年零4个月增加了13215万人,年平均增长率为10.7‰,比80年代末下降了4个千分点。

我国土地生产粮食及利用的综合出发,在人均500 kg的消费水平下,我国人口承载量的最大限度为16.6亿人。同时,人口增长需要相应的教育、卫生、交通等公共事业的发展;人口增长过快与这些中业的发展不相适应、如教学经费、设备和师资力量不足,就难以提高教育质量和水平,不利于人口素质和人民生活水平的提高。

拓展视野1:检验分布型的指标

最常用而简便的检验分布型的指标是方差/平均数比率,即。如果个体是均匀分布,则各方格内个体数是相等的,方差应该等于零,所以=0。如果小方块中个体是随机分布,则样方中个体数出现频率将符合泊松分布序列,=l。如果个体是成群分布,则样方中含很少个体数的样本,和含较多个体数的样本的出现频率将较泊松分布的期望值高,的值明显大于1。

拓展视野2:香农——威纳指数

香农——威纳指数(Shannon-Weiner index)是用来描述种的个体出现的紊乱和不确定性。不确定性越高,多样性也就越高。其计算公式为:

式中S为物种数目,Pi为属于种i的个体在全部个体中的比例,H为物种的多样性指数。公式中对数的底可取2,e和10,但单位不同,分别为nit,bit和dit。若仍以上述甲、乙两群落为例计算,则:

由此可见,乙群落的多样性更高一些,这与用辛普森多样性指数计算的结果是一致的。

香农—威纳指数包含两个因素:其一是种类数目;其二是种类中个体分配上的均匀性。种类数目越多,多样性越大;同样,种类之间个体分配的均匀性增加,也会使多样性提高。

当群落中有S个物种,每一物种恰好只有一个个体时,H达到最大,即:

当全部个体为一个物种时,多样性最小,即:

因此我们可以定义下面两个公式:

均匀度:E=H/Hmax,其中H为实际观察的种类多样性,Hmax为最大的种类多样性。

不均匀性:R=(Hmax-H)/(Hmax-Hmin)R取值为0-1。

拓展视野3:种间相遇概率

Hulbert种间相遇概率(probability of interspecific encounter, PIE)

种间相遇概率:PIE=Σ[Ni(N-Ni)/N(N-1)]

N为总个体数,Ni为第i种的个体数。

种间相遇机率原称物种多样性指数,它是群落数量特征分析的常用数学统计方法,该法主要应用于森林群落不同种类个体分布机率的分析,但多年来王晋峰用于草地教学科研也同样达到满意的结果。

现将4个群落中优势种的PIE进行定量分析。将草地早熟禾、多年生黑麦草、天胡荽、繁缕、蛇莓、甘油菜、白三叶、风轮草分别代入公式以分析高低及相互关系。

草地早熟禾PIE=0.1200062;多年生黑麦草PIE=0.0272792;天胡荽PIE=0.0525596;繁缕PIE=0.0312722;蛇莓PIE=0.1247111;甘油菜PIE=0.022795;白三叶PIE=0.0498912;风轮草PIE=0.1130081。

依据上述草坪草和杂草在样地中的数量及机率分析,其由多到少的顺序是蛇落>草地早熟禾>风轮草>白三叶>繁缕>多年生黑麦草>甘油菜。

上述分析说明:PIE的高低,在相当程度上与植物种的株丛个体数有关,如草地早熟禾数量最多,故PIE也是最高物种之一,仅略次于蛇莓,而其他数量较少者PIE也较低,但也与分布均匀度有一定关系。