多种共存分析 ——种间关系
生态位分离和竞争排斥 物种数量的空间概念:一个种分布的中心与边缘 共存的相似性极限多大?重叠度? 中心不可重叠!?
竞争的变量——资源 物种共存中最普遍的关系 种间竞争的方式 种间竞争的特点 资源利用性竞争(exploitation competition) 相互干涉性竞争(interference competition) 种间竞争的特点 不对称性(在某一资源点上) 对一种资源的竞争能够影响对另一种资源的竞争结果 3
Lotka-Volterra竞争模型 模型假设 资源可替代,所有资源内化成单一要素 参数 数学形式(按逻辑斯谛模型) 设N1和N2分别为两个种的数量 Kl、K2分别为两种的环境容纳量 rl和r2分别为两种群的增长率 数学形式(按逻辑斯谛模型) dN1/dt = rl Nl(1-N1/K1-αN2/K1) dN2/dt = r2N2(1-N2/K2-βN1/K2) N/K是已利用空间项,竞争系数α,β
竞争-共存
动物与植物种间竞争的差异性 相似性 差异性 单资源(可替代资源)时共用 都存在排斥性,甚至相互干涉性竞争 动物的食物是混合物,因而可替代、可分离 植物的资源是单一无机物质,不可替代、因而不可分离 移动性不同
植物种间竞争- Tilman模型 资源不可替代 边际增长为零 不彻底的革命 —— 任何变量皆可内化
植物竞争-共存分析
种间竞争的策略 竞争型 压力容忍型 干扰容忍型
捕食模型 猎物方程: dN/dt=r1N –εPN 捕食者方程: dP/dt=- r2P+θNP 猎物按指数方式增长 捕食者在没有猎物条件下按指数方式减少 世代连续 当两者共存于一个有限空间内,猎物增长将因捕食而降低 猎物方程: dN/dt=r1N –εPN 捕食者方程: dP/dt=- r2P+θNP
捕食者-猎物模型 过程与稳定
捕食的生态意义 相互动态——斗争与协同 上一营养级调控下一营养级 下一营养级调控上一营养级 协同进化(后面讲) 生态尺度为进化尺度积累材料
食草 高级生产的入口 食草动物对植物有伤害 植物的防卫-- 食草动物对植物的有利方面(生态系统部分细讲) 植物和食草动物的相互动态(符合捕食模型)
食草的生态意义 植物和食草动物的相互动态—牧食系统(经济分析中再细讲)
植物对食草的响应和适应 植物的防卫 协同进化过程中植物策略的改变 耗能 降低生产力 防御物质类别取决于资源丰富度 a case 强光:C类 弱光:N类 协同进化过程中植物策略的改变 a case 15
寄生和拟寄生 两种关系的区别 寄生物和宿主种群密度动态的相互作用
附生 不发生营养关系 共赢 偏利与偏害
共生与合作 自然界 人类 动物间、植物和动物、植物和真菌、动物和菌类(热点:肠道微生物) 原核生物——在真核细胞内(系统自组织升级) 主导自组织升级:种植、饲养、。。。 共赢、偏利与偏害 18
种间关系的类型 类型 A B 特 点 竞争 - - 彼此互相抑制 捕食 - - A种杀死或吃掉B种 食草 中性 O O 彼此互不影响 竞争 - - 彼此互相抑制 捕食 - - A种杀死或吃掉B种 食草 中性 O O 彼此互不影响 共生 + + 彼此有利,分开后不能生活 合作 + + 彼此有利,分开能独立生活 附生 + O A种有益,B种无影响 寄生和拟 + - 对A有利,对B有害
种间关系的基本方面 相互动态(co-dynamics) —短期行为 协同进化(co-evolution) —长期关系