第三四節(jié)-種群關系

第一節(jié)生命系統(tǒng)的層次第二節(jié)生物種群的特征及動態(tài)第三節(jié)種群關系第四節(jié)生物群落第五節(jié)群落組成與結構的影響因素第六節(jié)生物群落的演替第三章生物圈中的生命系統(tǒng)第三節(jié)種群關系種內(nèi)關系存在于各個生物種群內(nèi)部的個體與個體之間的關系集群種內(nèi)競爭種間關系生活于同一生境中的所有不同物種之間的關系種間競爭捕食寄生與共生1、集群同一種生物的不同個體，為保證種群的生存和正常繁殖，在一定時期內(nèi)生活在一起的現(xiàn)象。根據(jù)群體持續(xù)時間的長短，分為臨時性集群和永久性集群，永久性集群存在于具有分工協(xié)作等社會性特征的集群動物。社會動物包括昆蟲（螞蟻、蜜蜂）和高等動物（人類、靈長類）。一、種內(nèi)關系集群產(chǎn)生的原因對棲息地的食物、光照、溫度、水等生態(tài)因子的共同需要：蝸牛成群。對晝夜天氣或季節(jié)氣候的共同反應：遷徙、冬眠。繁殖的結果：親代對某環(huán)境的共同反應，后代形成群體。被動運送的結果：強風、急流把蚊子、植物種子、小魚運送到某一地點，形成群體。由于個體之間社會吸引力相互吸引的結果。同一種動物在一起生活所產(chǎn)生的有利作用，稱為集群效應。集群的生態(tài)學意義：（1）集群有利于提高捕食效率（2）集群可以共同防御敵害（3）集群有利于改變小生境（4）集群有利于某些動物種類提高學習效率（5）集群能夠促進繁殖隨著群體個體的增加，密度過高時，由于食物和空間等資源缺乏，排泄物的毒害以及心理和生理反應，對群體帶來不利影響，導致死亡率上升，抑制種群的增長率，產(chǎn)生擁擠效應。種群密度與存活率的關系，稱為阿利規(guī)律。2、種內(nèi)競爭生物為了利用有限的共同資源，相互之間所產(chǎn)生的不利或有害的影響，稱為競爭。資源利用性競爭

生物之間沒有直接的行為干涉，雙方各自消耗利用共同資源，間接影響競爭對方的存活、生長和生殖，也稱為間接競爭。相互干涉性競爭直接競爭中，競爭者相互之間直接發(fā)生作用。競爭分為種內(nèi)競爭和種間競爭。競爭效應的不對稱性，競爭者各方受競爭影響所產(chǎn)生的不等同后果。種內(nèi)競爭導致物種分化、物種形成。二、種間關系1、種間競爭（1）高斯假說

G.F.Gause(1934)的研究表明，在共同生存的種中必然存在某種生態(tài)學差別，競爭的結果是生態(tài)位接近的兩個種不能在相同的生態(tài)位內(nèi)永久共存。

將Gause假說應用到植物群落的結論：⑴兩個種在同一個穩(wěn)定的群落中占據(jù)了相同的生態(tài)位，其中一個物種終究將被消滅；⑵在一個穩(wěn)定的群落中，不可能有任何兩個種是直接競爭者；⑶群落是一個相互起作用的，生態(tài)位分化的種群系統(tǒng)，這些種群在它們對群落的空間、時間、資源的利用方面，都是趨于互相補充，而不是直接競爭。（2）種間競爭模型（Lotka-Volterra方程）物種1、2競爭可能結果：α>K1/K2或β>K2/K1，兩個物種都可能獲勝；α>K1/K2或β<K2/K1，物種1被排斥，物種2取勝；α<K1/K2或β>K2/K1，物種2被排斥，物種1取勝；α<K1/K2或β<K2/K1，兩個物種共存，達到某種平衡。大麥與燕麥的競爭試驗在樣方中以大麥和燕麥不同比例進行播種，在生長季末計算大麥/燕麥的輸入比率和輸出比率（表3-2）。無論輸入比率如何，輸出比率總比輸入比率大，故大麥是競爭的勝利者。若干代連續(xù)試驗，將輸出比率對輸入比率作圖，競爭結果如下圖。（3）生態(tài)位理論生態(tài)位是指每個物種在群落中的空間和時間位置及其功能關系。生態(tài)位就是群落內(nèi)一個種與其他種相關的位置，它是用于概括說明某物種究竟是怎樣生活在生態(tài)環(huán)境之中的。⒈生態(tài)位的概念Whittaker(1975)認為，在同一個穩(wěn)定的群落內(nèi)，兩個物種不會占據(jù)同一個生態(tài)位，并在同一個時間內(nèi)利用著同樣的資源，生活在一起的種必須有各自的生態(tài)位。一個群落中種間生態(tài)位的多樣化，是由于直接競爭的種之間，對資源利用或生態(tài)環(huán)境的某些因素的充分利用各自選擇有利的條件，回避不利條件的長期斗爭中發(fā)展起來的。因此，作為一個多種或多層的群落來說，是分化了的生態(tài)位的多種系統(tǒng)，它比之單種群落更有效地利用環(huán)境資源，維持長期較高的生產(chǎn)力。這種現(xiàn)象可從天然混交林中看到，也可以從人工純林套種栽培中得到證實。在植物群落中，生物種群間的相對穩(wěn)定性，很大程度上取決于種類的多樣性。這是因為這些種處于不同生態(tài)位的特征上，它們之間起著相互作用，彼此以各種形式去限制、利用和穩(wěn)定種群。一個群落內(nèi)的植物中間，生長型和生活型以及生物學生態(tài)學特性的差異，就是這些植物的生態(tài)位分化的可見標志。關于生態(tài)位的概念，由于各個學者研究的目的和環(huán)境不同，因而對生態(tài)位的理解也不同，但大致可分為三類：格林尼爾(Grinnell,1917)的“生境生態(tài)位”。認為生態(tài)位定義為物種的最小分布單元，其中的結構和條件能夠維持物種的生存。埃爾頓(Elton,1927)的“功能生態(tài)位”，認為生態(tài)位應是有機體在生物群落中的功能作用和位置，特別強調(diào)與其他物種的營養(yǎng)關系，這種生態(tài)位實際上就是營養(yǎng)生態(tài)位。哈奇森(Hutchinson,1957）認為在生物群落中，若無任何競爭者和捕食者存在時，該物種所占據(jù)的全部空間的最大值，稱為該物種的基礎生態(tài)位，實際上很少有一物種能全部占據(jù)基礎生態(tài)位。當有競爭時，必然使該物種只占據(jù)基礎生態(tài)位的一部分。這一部分實有的生態(tài)位空間，稱之為實際生態(tài)位。競爭種類越多，使某物種占有的實際生態(tài)位可能越來越小。2.生態(tài)位重疊和競爭生態(tài)位重疊是指生態(tài)位之間的重疊現(xiàn)象，這是生態(tài)位理論的另一個中心問題，它涉及資源分享的數(shù)量，關系到兩個種的生態(tài)學特性可以相似到多大程度仍然允許共同生活，或相互競爭的物種究竟有多么相似還能穩(wěn)定地共同生活在一起。一般情況下，競爭種的數(shù)目增加時，最大容許生態(tài)位重疊會降低。生態(tài)位重疊是引起利用性競爭（間接競爭）的一個條件，但在資源供應充足的情況下，重疊并不一定導致競爭。在有限資源的利用中沒有重疊，形成干擾競爭（直接競爭）的可能性變小。沒有競爭可能導致資源利用的完全不重疊，也就說不連接的生態(tài)位。事實上，在生態(tài)位重疊和競爭之間經(jīng)?？赡苁且环N相反的關系，廣泛的重疊實際上可能與減低的競爭有關。當有競爭者存在時，常常會使另一個種的實際生態(tài)位縮小，競爭的種類越多，就可能使該種占有的實際生態(tài)位越來越小。2、捕食捕食是一種生物被另一種吃掉的作用。捕食對獵物種群的數(shù)量和質量的調(diào)節(jié)具有重要的生態(tài)學意義。1905年，美國亞利桑那州鹿群的演替過程。在自然界中，經(jīng)常存在多種捕食者和多種獵物交叉發(fā)生聯(lián)系的現(xiàn)象。3、寄生與共生（1）寄生一個物種寄居在另一個物種的體內(nèi)或體表，從而攝取寄主養(yǎng)分以維持生活的現(xiàn)象。

體外寄生與體內(nèi)寄生寄生對寄主生長有抑制，可加速寄生物種的生長作用。（2）共生1）偏利共生：共生中對一方有利2）互利共生：共生中對兩物種都有利三、瑪他種群由于受人類活動影響，生物資源尤其是生物多樣性受到了嚴重威脅。許多生物在滅絕過程中棲息地首先被破壞，連續(xù)分布得種群裂成斑塊狀種群，逐個斑塊種群滅絕。斑塊也存在由于外來個體得遷入，使之恢復得現(xiàn)象。這種現(xiàn)象被稱之為瑪他種群。1、瑪他種群理論瑪他種群是由一組空間隔離、相互有聯(lián)系得局部種群組成。一個瑪他種群要長期生存，組成的各局部種群之間的遷入率必須大于各自的滅絕率?，斔N群越大（組成的局部種群越多），種群的生存時間越長。瑪他種群的穩(wěn)定性由局部種群之間的遷移率來維持，局部種群遷移率越高，瑪他種群的動態(tài)穩(wěn)定性越強。⑤棲息環(huán)境的多樣性會導致遺傳結構的不同，有利于種群生存力提高。⑥局部種群之間的距離、動物的擴散能力對瑪他種群的維持有重要作用，因為這影響種群之間的擴散率。⑦有一個大種群和許多小種群組成的瑪他種群，對物種的保護十分有利。滅絕和重建平衡模型

dp/dt=mp(1-p)-ep最簡單的模型是Levins的單個種群模型，假設一個瑪他種群是由許多斑塊所組成，p代表局部種群占領的斑塊比例，e表示一個斑塊中種群的滅絕率，m表示未被局部種群占領斑塊的重建率。如果m≧e，瑪他種群可以穩(wěn)定的生存，如果m<e，瑪他種群逐步滅絕。描述瑪他種群的模型單一物種模型

模擬組成瑪他種群的局部種群動態(tài)。模型把相互間有個體前一的局部種群綜合為一個種群來模擬，產(chǎn)生種群長期生存所需要的數(shù)量閾值。如果個體數(shù)量足夠大，那么這個物種會長期生存；如果種群數(shù)量小于閾值，種群最終滅絕。即使沒有種群間的遷移，兩個數(shù)量較少的種群生存時間也要比同數(shù)量的一個大種群長。2、瑪他種群理論在保護生物學中的應用要保證一個瑪他種群的長期生存，需要維持幾個不同的局部種群，并保持種群之間適當?shù)倪w移率。需要解決保持多個局部種群、每個局部種群的大小、種群間的距離，才能保持一定遷移率20世紀70年代，珍稀動植物保護中，最小存活種群概念的提出。80年代，瀕危生物的棲息地大多隔離，之所以能生存，在于不同局部種群間的個體交流。第四節(jié)生物群落1、生物群落的概念

在特定空間或特定生境下，具有一定的生物種類組成和空間結構、各種生物之間以及生物與環(huán)境之間彼此影響、相互作用，具有一定外貌及結構，包括形態(tài)結構與營養(yǎng)結構，并具有特定功能的生物集合體。生物群落基本特征具有一定物種組成具有一定外貌特征和內(nèi)部結構形成群落環(huán)境不同物種之間的相互影響具有一定的動態(tài)特征具有一定的分布范圍群落的邊界特征

每個生物群落都是由一定的動植物種群組成的。因此，種類組成是區(qū)別不同群落首要特征。一個群落中種類成分的多少及每種個體的數(shù)量，是度量群落多樣性的基礎。物種組成由于組成物種和種群的差異，不同生物群落的外表形態(tài)存在顯著差異。群落外貌

生物群落是生態(tài)系統(tǒng)的一個結構單元，它本身除具有一定的種類組成外，還具有一系列結構特點。例如，生活型組成、種的分布格局、成層性、季相、捕食者和被食者的關系等。群落結構

特定類型的生物群落在一定的環(huán)境條件下才能形成，且對其居住環(huán)境產(chǎn)生重大影響，并形成群落環(huán)境。形成了群落環(huán)境

群落中的物種有規(guī)律的共處，即在有序狀態(tài)下共存，不是一些種的任意組合。主要表現(xiàn)在物質循環(huán)、能量流動和信息傳遞方面。1.群落的形成過程經(jīng)過生物對環(huán)境適應過程；2.生物種群之間的相互適應、相互競爭，形成具有一定外貌、種類組成、結構的集合體。不同物種之間相互影響任一生物群落分布在特定地段或特定生境上，不同群落的生境和分布范圍不同。群落的分布群落的動態(tài)變化

生物群落是生態(tài)系統(tǒng)中具生命的部分，生命的特征是不停地運動，群落也是如此。其運