一、种间竞争和生态位1.竞争与高斯原理2.生态位的概念3.竞争的两个实例4.中立:竞争与高斯原理竞争是指两个或多个种群当所需的环境资源或某种必需的环境条件受到限制时所发生的相互关系。这时最能充分利用环境资源和能量的物种就得到较好的生长,而其它物种则因为得到的资源和能量不足,以致生长和生存都受到限制。由于竞争的结果,生态位相同的两个种群不能永久共存,这就是高斯原理(Gause’sprinciple),又称竞争排斥原理(competitiveexclusionprinciple)。
2.生态位的概念生态位(niche)是指一种生物在生物群落(或生态系统)中的功能或作用。也是指某一物种的个体与环境(包括生物环境和非生物环境)之间特定关系的总和。它包括空间、营养和超体积生态位。空间生态位和营养生态位生态位的概念最早由Grinell(1917)提出,用来表示对栖息地进行划分的空间单位,即相当于空间生态位(spatialniche),有的学者译为“小生境”但这易与生境(habitant)——生物的栖所相混淆。1927年,Elton将生态位定义为物种在生物群落中的地位和“角色”(role),主要是指营养生态位(trophicniche)而言的。
超体积生态位原理2(2)在一个稳定的群落中,所有物种的实际生态位各有所不同。例如,两个物种的基础生态位若发生部分重叠,即有一部分生态位是被两个物种共同占有,其余部分各自分别占据,则会产生局部竞争,这时具有竞争优势的物种会占有重叠部分的空间而成为优势种;较弱的竞争者数量减少,但种群仍能存在。因此,两个物种实现共存。
两个种的竞争结果从理论上讲,两个种的竞争结果是由两个种的竞争系数α、β与K1、K2比值的关系决定的,可能有以下4种结果:①α>K1/K2或β>K2/K1,两个种都有可能获胜;②α>K1/K2或β
图1为由6个物种组成的食物网,箭头所示方向为能流路径,如A→C表示物种C取食物种A。
顶位种、基位种、中位种一个食物网中的众多物种。按其生态位可分为三类。即顶位种,中位种和基位种。顶位种(topspecies)是指食物网中不被任何其他生物取食的物种(图1中的E、F);基位种(basalspecies)是指不取食任何其他生物的物种(图1中的A、B);而中位种(intermediatespecies)是指至少具有一个捕食者及一个猎物的物种(图1的C、D)。由图1食物网与矩阵A的对应关系可知,当且仅当矩阵A第j列全为0时,物种j为基位物种;当且仅当矩阵A第i行全为0时,物种i为顶位物种;当且仅当矩阵A第i行第j列都不全为0时,物种i为中位物种。这样,群落食物网与矩阵A就建立起一一对应关系。二、群落食物网相似性测度方法两个群落相互比较,除了考虑群落物种组成及各物种种群数量差异外,还应当考虑群落食物网的相似性。根据食物网映射矩阵,可按下列方法测度两群落食物网的相似性。设有两群落食物网A和B,A食物网有S1个物种,B食物网有S2个物种,Sl≤S,S2≤S。第一步:将两食物网中S个物种按任意顺序编号。
第二步:建立食物网A及B的映射矩阵。如食物网A,当第j物种取食i物种,则映射矩阵A中第i行第j列元素aij=1,反之aij=0。若第k物种仅存在于食物网B而不存在于食物网A,则映射矩阵A中第k行第k列元素全为0。相似地,也可建立食物网B的映射矩阵B。矩阵A、B均为S×S阶方阵。
第三步,建立2×2列联表。将两个食物网映射矩阵A、B中的对应元素两两比较,有四种可能的匹配方式:(1,1)匹配,即矩阵A与B中均为1;(1,0)匹配,即矩阵A中为1,B中为0;(0,1)匹配,即矩阵A中为0,B中为1;(0,0)匹配,矩阵A、B中均为0。如此将矩阵中所有元素比较,得列联表:列联表中,a,b,c,d)分别表示两食物网映射矩阵中(1,1)、(l,0)、(0,1)和(0,0)匹配数,a+b+c+d=S2
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