Skip to main content
Global

5.2: 人口规模

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    173138

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    人口是动态实体。 它们的大小和组成因多种因素而波动，包括环境的季节和年度变化、森林火灾和火山爆发等自然灾害，以及物种之间和物种内部对资源的竞争。 人口研究被称为人口统计学。

    人口规模和密度

    人口的特点是其人口规模（总人数）和人口密度（单位面积的人数；图\(\PageIndex{a}\)）。 人口中可能有大量分布密集或稀疏的个体。 还有一些人口数量很少，在当地可能很密集或分布非常稀少。 种群规模会影响适应潜力，因为它会影响人群中存在的遗传变异量。 密度会影响人群内部的相互作用，例如对食物的竞争、个人寻找伴侣的能力以及疾病的传播。 （分散模式也会影响这些因素；例如，与成群聚集在一起的社交物种相比，具有随机分布的孤立物种可能很难找到伴侣。） 较小的生物往往比较大的生物分布更密集（图\(\PageIndex{b}\)）。

    网格显示两个植物种群，每个种群有七个个体，但右边种群中的植物距离更近。
    图\(\PageIndex{a}\)：显示的两个种群都包含七株植物，因此它们的种群规模相同。 但是，左侧种群的种群密度（每平方2株植物）高于右边的种群（密度 = 每平方0.5株植物）。 由 Melissa Ha 使用绿色植物（公共领域）拍摄的图片。
    澳大利亚哺乳动物的质量和密度图，显示负相关性，线向下倾斜
    图\(\PageIndex{b}\)：澳大利亚哺乳动物显示出种群密度与体型之间的典型反比关系。 以克为单位的对数质量位于 x 轴上，以平方千米 (km 2) 为单位的对数密度位于 y 轴上。 每个数据点代表不同的物种，包括 quoll、四个土匪物种、袋熊、老鼠袋鼠、potoroo、四种 possom 物种、树袋鼠、三个袋鼠物种、袋鼠、bear cuscus 和六种滑翔机物种。 如图所示，人口密度通常会随着体型的增加而降低。 例如，quolls 的体重最小，密度最高。 最重的小袋鼠物种的种群密度最低。

    估算人口规模

    确定人口规模的最准确方法是计算该区域内的所有个体。 但是，这种方法通常在后勤或经济上不可行，尤其是在研究大面积区域时。 因此，科学家通常通过对每个栖息地的代表性部分进行采样来研究种群，然后使用该样本对整个种群进行推断。 用于对种群进行抽样以确定其大小和密度的方法通常是根据正在研究的生物的特征量身定制的。 对于植物等不动的生物，或者对于非常小且移动缓慢的生物，可以使用象限。 象限是一种随机位于地面上的方形结构，用于计算位于其边界内的个体数量（图\(\PageIndex{c}\)）。 要使用此方法获得准确的计数，必须将正方形放置在栖息地内的随机位置足够的时间才能得出准确的估计值。

    高中生蹲在潮间带装满贻贝的象限（里面有网格的正方形）上。
    图\(\PageIndex{c}\)：高中生在潮间带使用象限。 图片来自 kqedquest (CC-BY-NC)

    对于较小的移动生物，例如哺乳动物，通常使用一种称为标记和捕获的技术。 这种方法包括对捕获的动物进行标记，然后将它们释放回环境中，以便与其他种群混合。 后来，采集了一个新的样本，科学家们确定了新样本中有多少被标记的动物。 这种方法假设种群越大，被捕获的标记生物的百分比就越低，因为它们会与更多未标记的个体混合。 例如，如果捕获、标记 80 只野外老鼠并将其释放到森林中，然后捕获第二只捕获 100 只野外老鼠并标记其中 20 只，则可以使用以下方程确定种群规模 (N)：

    \[N = \frac{(\text{number marked first catch} \times \text{total number of second catch})}{\text{number marked second catch}}\]

    使用我们的示例，方程为：

    \[\frac{(80 \times 100)}{20} = 400\]

    这些结果使我们估计原始人口中总共有 400 个人。 由于抽样方法造成的偶然误差和可能的偏差，真实数字通常会与此略有不同。

    估计人口规模所需的数学方法可能会受到离散模式的影响。

    归因

    由 Melissa Ha 修改，摘自 Matthew R. Fisher（CC-B Y）的《环境生物学中的人口统计与动态