- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
;K2/β, 即1/K1<β/K2,
种群1的种内竞争强度小于种间竞争强度 K2<K1/α,即1/K2>α/K1,
种群2的种内竞争强度大于种间竞争强度 B. 种群2取胜,种群1被排挤掉。
K1<K2/β, K2>K1/α,与A情况相反
C.两种群不稳定地共存。 K1>K2/β,即1/K1<β/K2 ; K2>K1/α,即1/K2<α/K1
Y=Wad=Ki
Y单位面积产量,Wa植物个体平均重量,d为密度,Ki常数
原因:一定环境下的资源承载力是一定的;密度增加时, 竞争加强,生长率下降,个体变小
密度效应
7.1.1.2 -3/2自疏法则
自疏现象:同一种植物因密度引起的个体死亡
自疏导致的密度和个体重量的关系: W = C d -3/2
(3) 生态习性的分离(如时间分隔) 均以啮齿动物为主要食物的猛禽类,分为昼
行性(隼形目)和夜行性(鸮形目)两大类。
高斯假说(Gause hypothesis)
在一个稳定的环境内,两个以上受资 源限制的,但具有相同资源利用方式的物 种,不能在长期共存在一起。即完全的竟 争者不能共存。这一假说被称为高斯假说, 又称为竞争排斥原理。
第7章 种内与种间关系
种内关系:生物种群内部的个体间的 相互作用。主要有竞争、自相残杀、性别 关系、领域性和社会等级
种间关系:生活于同一生境中的物种 间的相互作用。主要有竞争、捕食、互利 共生
种间相互作用的基本类型
相互作用型
物种 1 物种 2
相关作用的一般特征
中性作用
○
○ 两个物种彼此不受影响
竞争:直接干扰型
dd
w 窄生态位
w 宽生态位
7.2.1.5 竞争释放和性状替换
竞争释放:在缺乏竞争者时,物种扩张其 实际生态位的现象。如北以色列沙鼠
性状替换:生态位收缩导致形态性状发生 变化的现象。如收获蚁,达尔文雀
基础生态位:物种能够栖息的理论上的最大空间
实际生态位:物种能够占据的生态位空间。 (由 竞争和捕食胁迫造成,互利共生可扩大实际生态位)
生态位分化
d>w: 种间竞争小,种内竞争强度大。 w>d: 种内竞争小,种间竞争强度大。 极限相似性:d/w = 1 共存的竞争物种在资源生 态位分化的临界阈。
dd
生态位(niche):指物种在生物群落或生态 系统中占据的地位和角色。包括有机体维持其种 群所必需的各种条件,其所利用的资源及其在环 境中出现的时间。有机体的生态位可能会随着其 生长发育而发生改变。
灰蓝呐莺的觅食生态位
N-维生态位(食虫鸟)
生态位空间(niche space): Hutchinson(1957) 提出。 影响有机体的每个条件或有机体能够利用的每个资源 都可以被认为是一个轴或维(dimension),在此轴 或维上,可以定义有机体将出现的一个范围。同时考 虑一系列这样的维,就可以得到有机体生态位的一个 增强了的定义图,称为生态位空间。
两性的相等投入将导致便宜的性别有更多的后代数。 哺乳类一般出生时雄性略多,这与雄性早期死亡较多 有关,灵长类、大熊猫等成体雄性有迁出的习性,雌 性一般不离开家区。
某些物种在出生时性比偏离,原因是雌体通过产生 数量不等的雌雄后代,使其生殖成效最大化
7.1.2.3 性选择
性选择可通过同性成员间的配偶竞争(性内选择) 或(和)通过偏爱异性的某个独特特征(性间选择) 而产生。很多副性征都是性选择的产物。
7.1.5集群生活
阿利规律(Allee’s law):种群密度过密 或过疏都会对种群产生抑制性影响,动物种 群有一个最适的种群密度。
集群的生态意义: ①改善小气候条件。如越冬等。 ②有利于共同取食。如狼等。 ③共同防御天敌。如斑马等。 ④寻找配偶和抚育幼体。 ⑤有利于洄游、迁移或迁徙。
7.2 种间关系
(b) N2取胜, N1灭亡
(c) 不稳定共存(两种都有可能取胜)
(d)稳定的平衡(两种共存)
3.原因分析:
1/K1和1/K2分别为种群1和2的种内竞争强度, K1越大,种群1的种内竞争强度越小,反之亦然
而α/K1是种群2对种群1的种间竞争强度的指标; β/K2称为种群1对种群2的种间竞争强度的指标
种间关系包括竞争、捕食共生等,是构成生物群 落的基础,是种群生态和群落生态学的界面研究。 种间相互作用包括:(1)相互动态:两个或多个物 种在种群动态上的相互影响。(2)协同进化:在进 化过程和进化方向上的相互作用。
7.2.1种间竞争 (competition)
1. 概念:
两物种或更多物种共同利用同样的有限资源时 而产生的相互竟争
-
-
每一种群直接抑制另一个
竞争:资源利用型
-
-
资源缺乏时的间接抑制
偏害作用
-
○ 种群 1 受抑制,种群 2 无影响
寄生作用
+
-
种群 1 寄生者,通常较宿主 2 的个体小
捕食作用
+
-
种群 1 捕食者,通常较猎物 2 的个体大
偏利作用
+
○ 种群 1 偏利者,而宿主 2 无影响
原始合作
+
+
相互作用对两种都有利,但不是必然的
昆虫的社会组织
昆虫的社会组织高度发达,重要特点是分 工与合作。分工表现在行为、生理和形态上, 使社会中的成员在职责、行为和形态上分为 各异的“等级”。
如蚂蚁,有专司繁殖的蚁后(膨大的生殖 腺、特异的性行为),专司保卫的兵蚁(性 腺退化的雌蚁,个体较工蚁大,具强大的口 器),专司采食、养育后代、修筑巢穴的工 蚁(雄)。蜂皇(雌)、工蜂(雌)、雄峰 (雄)。
性新栖息地;后代带有母本的整个基因组。 有性繁殖的优势:产生更多变异类型的后
代,适应多变的环境,适应稳定而异质的环 境。
7.1.2.2 性比
Fisher氏性比理论:大多数生物种群的性比倾向于1: 1。雌雄两性应该有相等投入,稀少型有利,如果母体 偏向于生产性别较少的后代,母体的适合度就比较高。
稀少型有利:数量少的性别具有较高的适合度 如果某一性别的个体对母体要求的花费较多,雌雄
领域性(territoriality 领域行为)指生物保护 领域的任何积极(主动)机制。
有关领域的概括性规律:
(1)领域面积随其占有者 的体重而扩大。
(2)领域面积受食物品质 的影响,食肉动物的领域 面积较同样体重的食草动 物大,且体重越大,这种 差别也越大。
(3)领域面积和行为往 往随生活史,尤其是繁殖 节律而变化。例如鸟类一 般在营巢期领域行为表现 最强烈,面积也大。
植物与动物有明显的不同,植物的死亡率一般 都与密度有关。 同种植物的密度引起的死亡称为 自疏(self-thining),由其它伴生植物密度引起 的死亡称为他疏(alien-thinning)(种间关系)。 密度与产量表现为以下二个规律(经验公式)
7.1.1.1最后产量恒值法则
在一定范围内,当条件相同时,不管一个种群的密度如何, 最后产量差不多总是一样的
让步赛(handicap)理论:拥有质量好的副性征 表明其拥有好基因,而弱小个体不可能忍受这种能 量消耗,去生产这些奢侈的副性征。
Fisher氏私奔模型:雄性的诱惑性特征开始被恣 意的雌性所选择,并继续进化,如果雌性基因对挑 选特征编码,雄性也会对该特征编码。
7.1.2.5 动物的婚配制度
繁殖期动物某一性别个体占有异性配偶的数目。
双对数曲线斜率为 -3/2,故称为-3/2自疏法则。
黑麦的自疏效应
7.1.2 性别生态学
研究种群内性别关系的类型、动态及其决定因素。
7.1.2.1 两性细胞结合与有性繁殖
(1)有性繁殖的类型 ①雌雄同体:自体受精(密度过低、缺少传
粉媒介)和异体受精(优先)。 ②雌雄异体。
(2)无性和有性繁殖 无性繁殖的优势:可迅速增殖,占领暂时
种间竞争的结果有两个:(1)一个种群被另一 个种群完全排挤掉;(2)一个种群迫使另一种群: 占有不同的空间(空间分隔);食性特化;其他 生态习性分化,如时间分隔等。
7.2.1.1 种间竞争实例与高斯假说
(1) 一个种群被另一个种群完全排挤掉
高斯(Gause)用一种杆菌培养双小核草履虫 和大草履虫。单种培养时,都呈“S”型增长。等量 混合培养时,因竞争食物资源,增长快的双小核 草履虫排挤了大草履虫,二种培养期间未分泌有 害物质。
单独培养大草履虫
草 履 虫 定 单独培养双小核草履虫 量
混合培养大草履虫 混合培养双小核草履虫
0 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 时间 / d
(2) 空间隔离和食性分化
在一个试管中培养双小核草履虫和袋状草履 虫,结果双小核草履虫生活于试管的中上部,主 要以细菌为食。袋状草履虫生活于试管底部,主 要以酵母菌为食。
7.2.1.2 竞争的类型和一般特征
类型:①利用性竞争;消耗有限的共同资源。 ②干扰性竞争;竟争个体间直接的相互作用
一般特征:①竞争结果的不对称性,一个体的 代价远高于另一个体。②对一种资源的竞争能影 响对另一资源的竞争结果
7.2.1.3种间竞争模型
1.模型:
1925年和1926年洛特卡(Lotka)和沃尔 泰勒(Volterra)分别提出了种间竞争模型。
二者种间竞争剧烈,表现为不稳定 D. 两种群稳定地共存。
K1<K2/β, 即1/K1>β/K2, K2<K1/α,即1/K2>α/K1, 两种群的种内竞争强度都大于种间竞争
7.2.1.4生态位理论
由Grinell 在1917年最早提出空间生态位, Elton 在 1 9 2 7 年 提 出 营 养 生 态 位 , Hutchinson 在1957提出n-维生态位的概念。
高质而分布均匀的资源有利于产生单配偶制, 雄性均匀地占有繁殖空间,雌性寻找没有配偶 的雄性,两性照顾后代也是其主要原因。
资源分布不均匀时,少数雄性占有资源,雌 性只与这些雄性婚配。条件极端严酷时,抚育 后代显得更加重要,一雌多雄可能更有成效
7.1.3 领域和社会等级
1. 领域性
领域(territory):指个体、家庭或其他社 群单位所占据并积极保卫不让同种其他个体侵 入的空间。
他们以逻辑斯谛增长模型为基础,引入了 新的参数----竞争系数(α,β)。
种间竞争模型
洛特卡-沃尔泰勒(Lotka-Volterra)的种间竞争 模型: 设N1和N2分别为两物种的种群数量,K1、 K2、r1和r2分别为该两物种种群的环境容纳量和 种群增长率。按逻辑斯谛模型
2.竞争结果
(a) N1取胜, N2灭亡
2. 社会等级
社会等级指动物种群中各个动物的地位 具有一定顺序的现象。
社会等级的优越性:
(1)种群稳定、少争斗;生长快,生产 率高。
(2)优势个体在食物、栖所、配偶选择 中均有优先权,有利于种族的保存和延续。
灵长类的社会组织
灵长类的社会组织与食性生态学有关。一 般地,在条件较差的环境中,灵长类的敌害 少、资源贫乏,只具一头雄性的小群体(独 霸式)。食物条件丰富时,敌害多,多呈大 群,雄性间有协作的社会行为,以保护雌性 和幼体(循环式等级为主)。
互利共生
+
+
相互作用对两种都必然有利
+ 得利; — 表示受损;0 无明显影响
7.1 种内关系
动物和植物的种内关系有所不同,动物的种内 关系主要表现为领域性、集群、分散、婚配制度、 等级制、利他行为、通讯等。
植物的种内关系主要表现为密度效应、集群等
7.1.1 密度效应
动物的死亡率有的与密度有关(K选择者多 见),有的与密度无关(如气候引起的死亡,r对 策者多见)。随着密度的增加,动物产量表现为 抛物线形变化,有一个最高产量密度。
①多雌多雄制(混交制):如鱼类。性比多不稳定, 对后代照顾少。
②一雌一雄制(单配偶制):如晚成鸟。性比稳定, 亲体照顾较多。
③一雄多雌制:如鸡、马、盘羊等。性比不稳定, 较强壮的雄性拥有交配权,其基因易被保留,繁殖力 强。
④一雌多雄制:如螳螂、大鸨、距翅水雉、鮟鱇 等,少见。性比不稳定。
决定动物婚配制度的主要生态因素是资源 (食物、营巢地)的质量和分布。
7.1.4 他感作用
某些植物能分泌一些有害化学物质, 对其他植物产生直接或间接地影响。又 称异种抑制作用或异株克生。
植物的分泌物在种间竞争中具有重要 作用,他感作用是保证种群生存和繁衍 的重要手段之一。
他感作用生态学意义: (1)他感作用对农林业生产管理具有重要意义 (2)植物群落的种类组成有重要影响 (3)是引起植物群落演替重要内在因素之一