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第五章 生物與生物間及其與環境的相互關係

種群

一、 生態學的一些定義

?        生態學Ecology)是研究生物與生物、生物與環境間的相互關係的科學。環境包括物理環境(非生物的)及生物的因素。

?        生物圈Biosphere):被生物體佔據的大氣層的整個空間,包括地球上的陸地和海洋。

?        生物群落區Biome):世界被分為幾個大的氣候區,而每個氣候區可支持相對的多個群落,這些群落單位稱為生物群落區。陸上的生物群落區乃根據其上的植物而命名,如熱帶雨林、林木、沙漠、凍原(tundra)。

?        生境Habitat):適應某特定植物及動物生存的一個地方,包括一組的物理因素。

?        生態系Ecosystem):是一個穩定系統內的生存和非生存的成員相互作用所形成的自然單位。系統內有物質的循環演替發生(在生物和非生物之間);生物的成員包括所有群落,而非生物成員包括所有生境的物理因素。

?        種群Population)是在特定時間內,佔據特定空間/區域的一群同種生物。同一種群內的成員棲於共同的生態境內,它們共有共同的基因庫,彼此間可進行繁殖並產生有生殖力的後代。

?        種群是一種自我調節的系統,若沒有自然或人為的過份干擾,種群內各特徵的基因型比例不會改變。

?        群落Community):在一特定生境內所有植物和動物的種群的相互影響,組成一個群落。

?        生態位Niche):指所有影響生物在群落中的位置及角色的因素。

 

二、 種群增長和影響種群生長的因素

?        種群增長:因着生物潛力及環境阻力的相互作用而產生的個體總數的增加或減少。

?        生物潛力:生物體繁殖的能力;生物潛力受下列因素影響:

a. 出生率─單位時間內出生的個體

b. 死亡率─單位時間內死亡的個體

c. 個體達至性成熟的時間

d. 種群內生存個體的數目

e. 個體的平均生命期(life span

f. 在地域的移遷

?        環境阻力:減少能育性及存活的生物的和非生物的因素,這些因素限制種群增長。

a. 品種內及品種之間的競爭

b. 捕食

c.     c. 不適環境情況,如食物短缺、氧氣和空間減少、毒物累積、溫度極端變化等

 

三、 種群增長曲線

3.1  種群增長曲線─S型曲線

?        x軸為時間及y軸為個體數目繪曲線圖,得出S-型曲線。

?        這是任何一品種在適合環境中(沒有品種之間的競爭和捕食者)的典型生長模式。

?        分為三期:遲滯期對數期穩定期

?        遲滯期:最初增長率較低,在這時期,個體體積增長及馴化;是生物適應環境的時期。

?        對數期:種群快速增長,因為各個體在有充足營養之條件下迅速繁殖

?        穩定期:增長率降低,因環境阻力增加(因密度增加)。環境阻力包括食物短缺、廢物的累積和空間的限制。這些因素降低出生率,但提高死亡率。

?        到後期出生率相等於死亡率,沒有增長。種群達到容納量。

 

3.2  J型曲線

?        某些特殊情況的生長曲線,如一年生的昆蟲、於特定時間大量繁殖的浮游植物。

?        通常這些生物的生長受特定的環境因素所影響(如倚賴某些季節性生長的農作物、溫度和營養)

?        在合適條件時會出現對數增長,直至到達環境的容納量。

?        在不合適條件時,往往會大量死亡,只留下少數處於不活躍的個體,如孢子。

 

三、 人口的對數增長和其控制

?        人口的變化受着出生率和死亡率而影響。

?        人口以幾何級數增長,而糧食卻以數學級數增長。因此食物的增長遠遠追不上人口的增長。

 

3.1  人口的增長

?        10,000年前人口約為5,300,000

?        1750年全世界人口為791,000,000

?        1850年全世界人口為1,262,000,000

  即於一百年內人口增加一倍。

?        1970年全世界人口3,600,000,000

  即於最近一百二十年內人口增加兩倍。

 

3.2  限制人口增長的因素

?        很久以前,人口的增長很慢,由於以下的因素:

?        食物的限制:人類以打獵為主;較後種植穀類植物為食物,但因種植方法的不完善,食物的數量不多。

?        疾病:差劣的衛生環境使流行性疾病易於傳染。

?        其他,如戰爭。

 

3.3  人口爆炸性增長的原因

?        現代的種植技術使食物的收成增加。運輸系統的發展亦使饑荒的地方的死亡率減少。

?        醫學的發展加強了對病原的控制,加上衛生環境的改良使死亡率降低。

 

3.4  人口激增的解決方法

?        控制生育,包括

?        抑壓卵子的形成及釋放:

?        服食避孕丸,避孕丸內含有少量雌激素及大量黃體素。高量的黃體素水平制止排卵,同時能刺激子宮頸分泌出厚的黏液以防止精子進入子宮。

?        分隔配子以防止受精作用:

Ø      永久的分隔:結紮手術

Ø      暫時的分隔:避孕套、子宮帽

?        防止受精卵的埋植:子宮環(Intrauterine device),使子宮內膜產生炎性反應

?        安全期:在卵子不在輸卵管的時間內進行性行為

  排卵期於第13-15日,所以避免在第10-19日發生性行為。在排卵的前一天,體溫會降低0.1oC0.2oC,及後回復至37oC

資料來源:以撒之家