1、1,3. 種群生態(tài)學(xué)3,基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)湖北師范學(xué)院生物學(xué)系 李 今,2,種群生態(tài)學(xué),§1. 種群特征及種群動態(tài)§2. 物種形成與變化§3. 種內(nèi)關(guān)系§4. 種間關(guān)系,,結(jié)束,3,§1. 種群特征及種群動態(tài)見PowerPoint文檔【3 種群生態(tài)學(xué)1】,返回,4,§2. 物種形成

2、與變化§3. 種內(nèi)關(guān)系以上2節(jié)見PowerPoint文檔【3 種群生態(tài)學(xué)2】,返回,5,§4. 種間關(guān)系,1. 種間關(guān)系類型2. 種間競爭3. 捕食作用4. 寄生作用,返回,6,1 種間關(guān)系類型a,種間關(guān)系是指兩個或多個不同物種(species)在共同的時間和空間環(huán)境中生活，由于不同物種之間成為環(huán)境因子，故形成了不同物種之間的相互作用。主要研究方向相互作用的不同物種的種群動態(tài)物種在進(jìn)化

3、上的相互作用：協(xié)同進(jìn)化定位嚴(yán)格地區(qū)分，種間關(guān)系應(yīng)該是群落生態(tài)學(xué)范圍實踐上由于研究的重點在與種群的動態(tài)，故習(xí)慣上將這一部分至于種群生態(tài)學(xué)范圍之內(nèi),下屏 返回,7,1 種間關(guān)系類型b,假設(shè)有物種A,B,若共存中受損害，則表示為“—”；得利益，為“+”; 無利無害“O”,上屏 返回,8,2.種間競爭,2.1定義2.2種間競爭的有關(guān)理論2.3種間競爭的類型與特征2.4種間競爭模型2.5生態(tài)位與種間競爭2.6自然種群的種間競

4、爭種間競爭小結(jié),返回,,9,2.1 種間競爭概念,兩種或多種生物因利用共同資源而產(chǎn)生的使其受到不良影響的相互關(guān)系稱為種間競爭。說明如下1. 種：兩種或以上；2. 共同資源：空間、食物、棲息地等；3. 時間：吻合4. 不良影響：生長、發(fā)育、繁殖、分布、數(shù)量等等受到抑制。,返回,10,,2.2. 競爭排斥原理,表述：要求相同資源的2個物種不共存與一個空間。實驗研究：大草履蟲和雙小核草履蟲共同培養(yǎng),,,,,,,,,,,,,

5、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,P. caudatum,P. aurelia,兩種草履蟲種群動態(tài),—單獨培養(yǎng)—混合培養(yǎng),,,,,,,,,,4 8 12 16 d,,,,,630840,N×10,,,,,,,,,,,,返回,,11,2.3 競爭的類型與特征,種間競爭的

6、類型：資源利用型（exploitation c.）相互干擾型（interference c.）種間競爭的特征不對稱性對不同資源競爭的結(jié)果相互影響,返回,12,2.4. 種間競爭模型,物種競爭模型就是對相互競爭物種的數(shù)量變化進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬來推測因兩個物種相互競爭而導(dǎo)致的對各自種群動態(tài)的影響動物種間競爭模型Lotka-Volterra model植物種間競爭模型Tilman model,返回,,,13,Lotka-Volt

7、erra模型,模型基礎(chǔ)是邏輯斯蒂模型dN1/dt=r1N1(K1-N1)/K1,下屏返回,dN1/dt=r1N1 (K1-N1-αN2 ) /K1,由于物種N2的加入，N1對資源的利用進(jìn)一步受到限制相當(dāng)于有新的N1b個體加入,(K1-N1 -N1b),根據(jù)N1和N2對資源消耗強度將N1b轉(zhuǎn)化為αN2,,,14,Lotka-Volterra模型,dN1/dt=r1N1（K1-N1-αN2）/K1dN2/dt=r2N2（K2-N

8、2-βN1）/K2其中：α（β）分別表示N2（N1）個體相當(dāng)于α（β）個N1個體；若α>1 （β<1），表示物種1對N2的競爭抑制效應(yīng)較物種2對物種1（即N1） 大；表示如下：,上屏 返回,,15,Tilman模型,植物的種間競爭模型為Tilman模型。設(shè)想每一個物種對兩種不同資源都會有需求的最低數(shù)量，不同物種的這種最低數(shù)量顯然也不盡相同；那么在一個由2種資源共需數(shù)量的直角坐標(biāo)系中，就會形成2物種各自的對不同資源的

9、需求的坐標(biāo)，就是該物種的零增長線。,返回,,16,2.5 生態(tài)位(niche)與種間競爭,5.1 生態(tài)位概念：物種在群落或系統(tǒng)中的地位和作用。5.2 生態(tài)位與生境5.3 Hutchinson的多元生態(tài)位概念：對不同的環(huán)境變量的定量描述所形成的多元空間體積即為物種的生態(tài)位。5.4 生態(tài)位的分化,返回,,17,2.6 自然種群的種間競爭,1 自然種群與實驗種群的差異a 空間，回避可能；b 資源差異2 自然種群種間競爭的實例Bro

10、wn的野外實驗研究Hairston, Ullyott美國引入樹麻雀（Passer montanus）,與原產(chǎn)的家麻雀（P. Domesticus）共存；Orians1961研究的兩種羽衣鳥的競爭排斥；緬鼠的滅絕，北美灰松鼠引入英國（當(dāng)?shù)丶t松鼠受危）；鼠類引入澳洲等等。3 小結(jié)：a 引種等人類活動；b 自然發(fā)生新分布；c 適應(yīng)進(jìn)化輻射時間短；d環(huán)境載力變化。,,返回,,18,種間競爭小結(jié),生態(tài)位反映了物種對環(huán)境的需求數(shù)學(xué)模型

11、和實驗室研究為研究自然界的種間競爭提供了理論基礎(chǔ)種間競爭對物種的生態(tài)位的進(jìn)化和生態(tài)作用產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,返回,19,3.捕食作用,3.1基本概念3.2有關(guān)研究理論研究：Lotka-Volterra捕食模型實驗研究自然種群捕食作用的研究與應(yīng)用 Holling反應(yīng) 3.3協(xié)同進(jìn)化廣義捕食小結(jié),返回,,20,3.1基本概念,廣/狹義捕食關(guān)系廣義捕食關(guān)系：典型捕食、食草作用、寄生關(guān)系、擬寄生狹義捕食關(guān)系：典型捕食關(guān)系廣義捕

12、食就是其一受益其一受損的關(guān)系典型或狹義的捕食關(guān)系食肉動物捕食其他動物是捕食活體并殺死獵物以獵物身體為食物：虎捕食食草動物如鹿,返回,21,3.2有關(guān)研究,理論研究：Lotka-Volterra捕食模型實驗研究自然種群捕食作用的研究與應(yīng)用Holling反應(yīng)及應(yīng)用,返回,22,理論研究,Lotka-Volterra用數(shù)學(xué)模型研究了捕食作用設(shè)想：N為被食者種群，P為捕食者種群對于N, 如果沒有捕食者，N將指數(shù)增長dN/dt=r

13、N；如果有捕食者存在，則這種增長將受到抑制，且P種群數(shù)量越大則N增長所受到的抑制越強dN/dt=rN-εPN=（r-εP）N對于P, 如果沒有被食者，N將指數(shù)負(fù)增長dP/dt=-r1P；如果有被食者存在，則這種負(fù)增長將得到緩解，且N種群數(shù)量越大則P負(fù)增長將得到緩解越強dP/dt=-r1P +θNP=（-r1+θN）P,下屏 返回,23,Lotka-Volterra捕食模型,被食者在捕食者作用下種群N增長收到抑制：

14、dN/dt=rN-εPN=（r-εP）N捕食者在被食者存在條件下種群得以增長：dP/dt=-r1P+θNP=（-r1+θN）P其中：N、P為捕食者被食者種群大小，εθ捕食效率和逃避效率；若ε＝0, 被食者完全逃避，捕食效率＝0；若ε增大，則捕食者對被食者壓力增大。模擬結(jié)果,,上屏 返回,24,實驗研究,Gause以纖毛蟲捕食草履蟲進(jìn)行實驗，由于環(huán)境簡單捕食者、被食者相繼滅亡其他科學(xué)家以較為復(fù)雜的環(huán)境模擬野外環(huán)境可以得出類

15、似理論研究的結(jié)果,,返回,25,自然種群的研究與應(yīng)用,① 應(yīng)用意義：用捕食者種群控制為害的種群如昆蟲等。② 自然研究表明情況復(fù)雜。③例：澳洲瓢蟲（Bodalia cardinali）控制危害加州柑橘業(yè)的棉吹殼蟲（Lcerya purchasi）獲得成功。情況復(fù)雜：Foerster去除肉食性魚類，幼鮭入海增多；Elton去除翠鳥秋沙鴨，幼鮭入海增多；湖北水生所：去除兇猛魚類提高淡水魚產(chǎn)量。但：存在其它解釋。,返回,26,Ho

16、lling 反應(yīng),Holling將捕食者、捕食者關(guān)系劃分為不同反應(yīng)1 數(shù)量反應(yīng)：捕食者密度隨被食者密度變化而變化。表現(xiàn)：不同動物表現(xiàn)不同。（無反應(yīng)、反應(yīng)強烈）2 功能反應(yīng)：在被食者密度變化情況下，捕食者單位時間捕食被食者個數(shù)的變化。,下屏返回,,27,以捕食關(guān)系控制有害生物,根據(jù)Holling反應(yīng)得出的啟示：可行的前提：當(dāng)有害動物處于低密度或中等密度時，以捕食者控制有害動物是有效的；失效的可能：當(dāng)有害動物處于高密度時，以捕食

17、者控制有害動物是無效的。但是可能有控制有害動物不易達(dá)到高密度的作用。,上屏 返回,28,3.3 協(xié)同進(jìn)化,定義：一物種在進(jìn)化上的變化同時改變了與該物種相關(guān)聯(lián)的其它物種所承受的選擇壓力，導(dǎo)致了相關(guān)物種的改變，反過來有對該物種的變化施以影響。兩個或更多的相互作用的物種，其各自的進(jìn)化是相互影響的，從而形成了一個相互作用的進(jìn)化系統(tǒng)，這一機制稱為協(xié)同進(jìn)化。說明：精明的捕食者,返回,,29,廣義捕食關(guān)系小結(jié),廣義捕食關(guān)系是多樣性的；作用

18、雙方是相互影響的廣義捕食關(guān)系在生態(tài)系統(tǒng)中是處于復(fù)雜的網(wǎng)狀關(guān)系之中，難于一般化地歸納捕食者、寄生者、病原體影響被作用者種群的分布、數(shù)量和結(jié)構(gòu)作用雙方的關(guān)系是動態(tài)的面對捕食（廣義）壓力，被食者需要避難所以捕食關(guān)系控制被食者種群是有條件的,返回,30,4.寄生作用,4.1相關(guān)概念4.2寄生者與宿主的相互適應(yīng)與協(xié)同進(jìn)化4.3寄生物與宿主種群動態(tài)4.4社會性寄生物,返回,31,4.1相關(guān)概念之一,一物種（寄生物）寄居在另一物種（宿

19、主）體內(nèi)、體表并以后者的體液、組織或消化物質(zhì)而生存，兩者關(guān)系為寄生。在這種個系中，寄生物通常并不一定會直接導(dǎo)致宿主的死亡寄生屬廣義捕食關(guān)系之一擬寄生：與寄生相似，但寄生物通常會導(dǎo)致宿主緩慢死亡，如寄生蜂將卵產(chǎn)在宿主幼體內(nèi)必然導(dǎo)致后者死亡,下屏 返回,32,4.1相關(guān)概念之二,寄生物分類微寄生物(microparasite)在寄主替內(nèi)或體表繁殖的寄生物大寄生物(macroparasite)在寄主替內(nèi)或體表生長但不繁殖的寄生

20、物食生物類寄生物(biotroph)擬寄生物(parasitoid)食尸動物(necrotrophs),上屏 返回,33,4.2相互適應(yīng)與協(xié)同進(jìn)化,寄生生物特點神經(jīng)感官退化強大繁殖能力繁雜生活史：轉(zhuǎn)換宿主、無性有性繁殖交替,下屏 返回,34,宿主對寄生物反應(yīng),宿主對寄生物寄生會有強烈反應(yīng)免疫反應(yīng)細(xì)胞免疫反應(yīng)：吞噬細(xì)胞攻擊并吞噬病原體B-細(xì)胞免疫反應(yīng)：特定蛋白（或抗體）的產(chǎn)生為基礎(chǔ)，有B淋巴細(xì)胞結(jié)合到病原體表面，從

21、而形成免疫能力行為反應(yīng)降低寄生物數(shù)量，理羽、理毛等局部細(xì)胞死亡,上屏 下屏,35,協(xié)同進(jìn)化,寄生物與宿主協(xié)同進(jìn)化，寄生物負(fù)作用減弱如澳大利亞引入黏瘤病毒控制野兔病毒毒力級從高毒力降低到中等毒力表現(xiàn)為野兔感染死亡率下降感染后野兔存活時間延長本質(zhì)：基因頻率變化,上屏 返回,,36,4.3寄生物與宿主種群動態(tài),兩物種相互作用的種群動態(tài)模式與捕食作用相似表現(xiàn)寄生物密度增長→寄生物宿主接觸增長→宿主感染率增長→寄生疾病流行

22、→宿主死亡率增加→宿主抵抗力或免疫力增強→感染降低→宿主種群增長→（重新流行）,返回,,,37,4.4社會性寄生物,社會性寄生指一些動物從其他動物處無償獲取食物或其他利益的行為，主要為巢寄生種內(nèi)巢寄生如鴨類。研究不充分，可能有相當(dāng)多的種類種間巢寄生如杜鵑類螞蟻 Lasius regina,返回,38,Illustration,There are figures and tables in Section 4.以上為正文以下

23、圖表為各種種間關(guān)系簡述,39,互利共生,互利共生，互利作用在一個時空條件下的兩物種的相互作用，可能表現(xiàn)為雙方均因而獲得利益專性互利共生永久性共生組合，獨立不能生存；如地衣兼性互利共生機會性共生組合，非一對一的組合，常常是混合式組合，如蜂給植物傳粉；根瘤菌與植物,下屏返回,,40,互利共生,例證1 行為上：牛背鷺及其他鳥類清除有蹄類動物背部寄生蟲，裂唇魚(Labriodes)專吃笛鯞(Lutijanus)類口腔和鰓部的寄生

24、生物2 傳粉：傳粉動物，昆蟲、蝙蝠、鳥等與傳粉植物之間3 植物與微生物：豆科植物與固氮菌4 動物與微生物：白蟻和鞭毛蟲，消化木質(zhì)素,下屏返回,41,寄居蟹與水螅群體共生，水螅,Hydractinia milleri,獲取棲息地、寄主食物殘渣；寄主獲取保護,上屏 下屏,42,互利共生鳥類和植物蜂鳥：獲得食物植物：傳粉,上屏 下屏,43,防御性互利共生：蟻與金合歡1,上屏 下屏,44,互利共生：蟻與金合歡2,上

25、屏 下屏,45,互利共生：蟻與金合歡3,上屏 下屏,46,互利共生：蟻與金合歡4,上屏 返回,47,地衣（lichen）1,1 真菌和光合生物之間穩(wěn)定而又互利的聯(lián)合體，其中真菌是主要成員。 2 地衣是一類?；缘奶厥庹婢?，它在菌絲的包圍下，與以水為還原劑的低等光合生物共生，并不同程度地形成多種特殊的原始生物體。 3 傳統(tǒng)上把地衣看作是一類真菌與藻類共生的特殊低等植物。 18

26、67年德國植物學(xué)家S.施文德納作出了地衣是兩種不同生物共生的結(jié)論。前此認(rèn)為是一類特殊而單一的綠色植物。,下屏返回,48,地衣（lichen）2,全世界描述過的地衣有26000種，分屬500多屬廣分布，從南、北極到赤道，從高山到平原，無論森林或荒漠均有其生長。 地衣生長的基質(zhì)通常為樹皮、土壤、巖石以及任何相對穩(wěn)定的物體。 地衣對大氣污染極為敏感，因而常被用作大氣質(zhì)量的指示生物 鹿蕊

27、屬的許多種類是馴鹿的良好飼料，我們大興安嶺地區(qū)鹿蕊、雀兒鹿蕊、林鹿蕊等象地毯一樣鋪滿林地，是馴鹿群的理想牧場。 生長在巖石上的殼狀地衣以其地衣酸的螯合作用融解巖石，是巖石風(fēng)化地區(qū)的“先鋒植物”,上屏 返回,49,捕食作用,廣義捕食作用：在相同時空條件下2個或多個物種相互作用，一方的生命活動受到損害而另一方因而得利，就為廣義捕食作用。包括捕食牧食寄生/擬寄生狹義捕食：上述作用中一方為 肉食性動物，通過獵捕殺死另

28、一方而獲取食物，則為狹義的捕食作用,下屏返回,50,馴鹿在雪下覓食,牧食作用,上屏 下屏,51,非洲獅捕食食草動物，但對大象則只能退避三舍,捕食作用,上屏 下屏,52,寄生作用,上屏 返回,53,偏利作用藤壺固著于鯨背，遨游四海，增加獲取食物機會，得利；鯨則未受到明顯的利害；2. 非洲獅庇蔭于大樹之下，逃避酷暑：得利；大樹所受影響利害不明顯；,偏害作用亞洲象在林中游蕩，撞斷樹木，并無利害收獲；樹木被撞受到損害

29、；2. 大型動物運動過程中無意識踩死小型動物，自身并未得利或受害；小型動物受損；,中性作用螞蟻和大象，共同生活，但并無利害； 2. 植物與植物、植物與動物等；,返回,實際：因作用不明顯，沒有具體研究，只是一般認(rèn)識,54,Illustration,There are figures and tables in Section 4.以上圖表為各種種間關(guān)系以下圖表為種間競爭關(guān)系,55,下屏

30、 返回,,,,,Synedra 獲勝，Asterionella滅絕,56,上屏返回,57,下屏返回,58,上屏下屏,59,物種1獲勝,,K1>K2/β；K2<K1/α:物種1K1值高，載力大，種內(nèi)競爭強度??；種間競爭強度大；物種2 K2值低，載力小，種內(nèi)競爭強度大；種間競爭強度小結(jié)果：物種1獲勝。,上屏下屏,N1獲勝,60,不穩(wěn)定平衡：結(jié)果不確定,K1>K2/β；K2>K1/α:物種1

31、K1值高，載力大，種內(nèi)競爭強度?。环N間競爭強度大；物種2 K2值高，載力大，種內(nèi)競爭強度小；種間競爭強度大；結(jié)果：不確定。,上屏下屏,不穩(wěn)定平衡兩物種均有取獲,61,穩(wěn)定平衡,K1<K2/β；K2<K1/α:物種1K1值低，載力小，種內(nèi)競爭強度大；種間競爭強度小；物種2 K2值低，載力小，種內(nèi)競爭強度大；種間競爭強度??；結(jié)果：穩(wěn)定平衡，共存。,上屏下屏,穩(wěn)定平衡共存,62,,,,,,,

32、,,,,,,,,,,,,,,,,,K1,K1,K1,K1,K2,K2,K2,K2,K2/β,K2/β,K2/β,K2/β,K1/α,K1/α,K1/α,K1/α,K1/α,N1勝,N2勝,穩(wěn)定平衡（共存）,不穩(wěn)定平衡2種均有獲勝可能,,,,,,,,E,E’,,,,上屏返回,63,,,X,Y,物種的零增長線(ZNGI)，受資源X和Y的限制，并將X-Y組合分成物種能存活和增殖，不能存活和增值的兩個區(qū)域,,,,,,,,,能存活、增值

33、,不能存活、增值,2.4.2 Tilman模型,Tilman模型ZNGI（zero net growth isoline）示零增長線表示對資源X、Y利用的臨界線；,ZNGI,ZNGI,下屏 返回,64,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,資源供給：向供應(yīng)點方向增加,如無消耗，增加到供應(yīng)點。,Tilman模型：資源消耗與供給關(guān)系,,,資源消耗:K點：維持平衡，供給與消耗兩向量在一條直線上；J點：資源Y消耗大于供給，導(dǎo)致資源

34、水平趨向K點；L點：資源Y消耗小于供給，導(dǎo)致資源水平趨向K點；M點：同前，資源水平趨向K點。,,,,K,J,L,M,供應(yīng)向量,消耗向量,結(jié)果,,資源Y,,,上屏下屏,,資源,,X,65,,Tilman模型：競爭排斥,①區(qū)：物種A、B均不能生存；②區(qū)：物種A可生存，物種B不能生存；③區(qū)：物種A、物種B均可生存；在③區(qū)隨資源消耗而降低到②區(qū)時，物種B被排斥掉。結(jié)論：物種A獲勝，物種B被排斥。,,,,,,,,,,,,,,,X

35、,,ZNGLA,ZNGLB,Y,,1 2 3,3 2 1,上屏下屏,66,,,Tilman模型：排斥與共存,①物種A、B不能生存；②物種A能，B不能生存；③A、B均可生存，但A將排斥B；④A、B共存物種A受資源X限制較大，受資源B的限制較小；物種B相反；導(dǎo)致物種A、B在兩條ZNGL折線上平衡。⑤ A、B均可生存，但B將排斥A；⑥物

36、種B 能， A不能生存；,,,,,,,,,,,,,,,ZNGLB,ZNGLA,兩物種共存的可能,Y,X,,,1,2,3,4,5,6,上屏返回,67,,,,,,,,d1,d2,sp A,sp A,sp B,sp B,,,h2,,種群數(shù)量,,環(huán)境因子梯度,di 生態(tài)位寬度,hi 生態(tài)位重疊,種間競爭導(dǎo)致生態(tài)位寬度di 收縮，導(dǎo)致生態(tài)位重疊hi 減小,下屏 返回,,,,,,h1,,,,,,68,,,,,,,,,,,,鳥類A、B取食重疊,d

37、2,sp A,sp A,sp B,sp B,,種群數(shù)量,,食物：昆蟲個體大小,種間競爭導(dǎo)致競爭物種的生態(tài)位收縮，從而減少競爭。如兩種食蟲鳥類A和B, 由于對相同資源的競爭，可能會導(dǎo)致雙方都收縮各自的取食范圍從而減少沖突；雙方均以提高效率的方式彌補損失。如上例A鳥偏小個體昆蟲；而B則提高捕食較大昆蟲的能力。,上屏下屏,,,,競爭導(dǎo)致 重疊減小,有競爭無競爭,,,69,具有相同食性的個體大小不同的鳥在種間競爭中表現(xiàn)生態(tài)位分

38、離：分別利用不同大小的食物結(jié)果：提高效率減少競爭,上屏下屏,小地雀,勇地雀,大嘴地雀,70,Tansley,A.最先以實驗方法證實植物種間競爭。兩種在酸性和堿性土壤中都可以正常生長的植物，當(dāng)實驗性混合種植時，發(fā)生種間競爭。結(jié)論：種間競爭可能限制生物實現(xiàn)其完整的生態(tài)位。,在堿性石灰性土壤中G. sylvestre排斥了G. saxatile，而在酸性土壤中G. saxatile占據(jù)了優(yōu)勢地位，但競爭

39、排斥并不完整。二者生長均緩慢以至于在6年實驗結(jié)束時其覆蓋酸性土壤才完成(前一過程僅用1年) ；但仍有幾株G. sylvestre健康生長；原因？及發(fā)展？,上屏返回,71,G. saxatile，主要生長在酸性土壤中，英國,返回,72,Brown野外實驗研究,作者：J. H. Brown & his students地點：Chihuahuan Desert, Portal, Arizona對象：見圖特點：研究規(guī)模

40、大，20ha, 24樣點,50×50m所有實驗研究在時、空上均有重復(fù)持續(xù)時間長，自1977始一直延續(xù),下屏 返回,73,Chihuahuan Desert, Portal, Arizona工作區(qū)航片,上屏下屏,,,,50×50m實驗樣方,,74,實驗區(qū)動物按個體大小和食性均可劃分為兩類,Dipodomys spp.,Perognathus spp.,上屏下屏,1. 種子采食者1.1個體大的有3個種；

41、分別為Dipodomys spectabilis, 120g;D. ordi, 52g & D. merriame, 45g。,2.食蟲鼠類2種Onychomys leucogaster, 39g;Onychomys torridus, 29g;,1.2小型種子采食者為4個種；分別為Perognathus penicillatus, 17g;Peromyscus maniculatus, 24g;Reithrodo

42、ntomys megalotis, 11g。,,,75,實驗?zāi)康模?.望了解研究地的食種子大鼠類是否限制小鼠類的密度2.大小鼠類是否有種間競爭（食物）,實驗方法：1.在實驗樣方（50×50m）設(shè)置防鼠網(wǎng)（0.64cm）0.2m深2.設(shè)置直徑6.5cm網(wǎng)洞，允許鼠類自由進(jìn)出；每月活捕標(biāo)記， 持續(xù)3個月；3.然后在每8個研究點中的4個將網(wǎng)洞縮小為直徑1.9cm，允 許小鼠出入，禁止大鼠進(jìn)出；實驗性捕捉大鼠，

43、降低其密度,實驗設(shè)想：1.如果大小鼠類之間有競爭，排除大鼠將導(dǎo)致小鼠種群增長2.如果種間競爭是因為食物資源的限制，那么，大鼠的排除 將對種子采食者和食蟲鼠的反應(yīng)不相同,上屏下屏,76,對照樣方排除樣方,,,上屏下屏,小鼠密度在實驗3年內(nèi)增長近3.5倍，食蟲鼠類無顯著差異,77,結(jié)論與問題結(jié)論：上述實驗結(jié)果支持“大鼠的種間競爭抑制小鼠種群密度”的假設(shè)存在問題：是否是由于實驗操作所導(dǎo)致的？,重復(fù)實驗為了解決上述問

44、題，Brown及其同事有在1988年進(jìn)行實驗他們在自1977年以來一直監(jiān)控著的實驗樣方上再次重復(fù)上述實驗；結(jié)果是：在大鼠被排除的樣方內(nèi)，小鼠種群幾乎立即開始增長。該實驗有力地支持了前一實驗得出的結(jié)論。,上屏下屏,78,,排除大鼠前 后,,,對照樣方排除樣方,上屏返回,對監(jiān)控多年的實驗樣方內(nèi)種群再次進(jìn)行排除實驗的結(jié)果,79,,U. Streams, in England

45、 L.,,13～19℃/Aug.,8～10℃/Aug.,Planaris montengrina,Planaris gonocaphala,Planaris gonocaphala,Ullyott(1932),,,hight,Plethodon jordani,Plethodon glutinosus,P. glutinosus,,Mts. Applashian, E. A.,Hairsto

46、n(1951),,下屏 返回,80,Evidence for character displacement in beak size in populations of the Galapagos finches,Geospiza fortis勇地雀G. Fuliginosa小地雀,,,無競爭,無競爭,有競爭,,喙變小,,喙變大,上屏 下屏,,種間競爭導(dǎo)致生態(tài)位分離,,,81,MacArthur 在Maine 一小島及大陸上

47、云杉林中研究林鶯取食部位。發(fā)現(xiàn)了生態(tài)位的分離小島上有2種：Black-throated Warbler 黑喉綠林鶯 Dendroica virensYellow-rumped Warbler 黃腰白喉林鶯 Dendroica coronata陸地上有黑喉綠林鶯及其他林鶯Blackburnian Warbler 橙胸林鶯 Dendroica fuscaCape May Warbler 栗頰林鶯 Dendroica stri

48、ataBay-breasted Warbler 栗胸林鶯 Dendroica castanea,上屏 下屏,82,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,123456,,Myrtle W.黃腰白喉林鶯Dendroica coronata,B-Th. G. W.黑喉綠林鶯Dendroica virens,B.B.W.栗胸林鶯Dendroica castanea,C.M.W.栗頰

49、林鶯Dendroica striata,B-breasted W.橙胸林鶯Dendroica fusca,Feeding positionOf 5 spp. Of W.U.S.(N.)Macarther,1958,上屏 下屏,83,上屏 下屏,84,上屏返回,85,Illustration,There are figures and tables in Section 4.以上圖表為種間競爭關(guān)系以下圖表為捕食關(guān)系,

50、86,,,,,,被食者零增長dN/dt=0,被食者種群增長,N+,N+,,被食者種群,被食者種群減少,,N-,,N-,,下屏返回,87,,,,,,捕食者零增長dP/dt=0,P+,P-,,捕食者種群,捕食者種群增長,捕食者種群減少,,,P+,,P-,上屏下屏,88,,,,,,被食者零增長dN/dt=0,被食者種群減少,N+P-,N+P+,,被食者捕食者兩種群作用,捕食者零增長, dP/dt=0,,N-P-,,,N-

51、P+,上屏下屏,89,,,dpdt,=0,,,dpdt,－ =0,,,N-P+,N-P-,N+P-,N+P+,,,上屏下屏,90,,,,,,r1=1.0, ε=0.1r2=0.5, θ=.02,,,,,,,,,,,捕食者P×10,被食者N×10,2 4 6 8 10,

52、321,捕食者與被食者關(guān)系,上屏返回,91,Gause實驗結(jié)果,①將捕食者和被食者混合培養(yǎng),②增加環(huán)境復(fù)雜性，被食者有逃避可能,,,P. cautatum,D. nasutum,,,,,,N1284,,,,,,N×1042,0 1 2 3 4 5 6d.,,D. nasutum,P. cautatum,0 1 2

53、 3 4 5 d.,下屏返回,92,,捕食者與被食者相互作用的種群動態(tài),,,,,,1284,,,被食者種群N×100,捕食者種群P×10,,,,,,,0 10 20 30 40

54、 50 60W,,,302010,,捕食者：捕食螨Typhlodromus occidentalis,被食者：柑桔寄生螨Eotetranychus senmuculatus,上屏下屏,93,,,,③環(huán)境復(fù)雜，定期遷入,,,,,,,,,,,,,,,遷入 1 2 3

55、 4 5 6,,,,,,,N×106420,4 8 12 16 天,,,,,,,,,,D. n.,P. s.,上屏下屏,94,日本京都大學(xué)Syunro Utida，研究赤豆象鼻蟲 Callosobruchuschinensis與膜翅目

56、昆蟲寄生蜂Heterospilus prosopidis 之間的擬寄生關(guān)系在6年時間內(nèi)共發(fā)生112個世代,上屏返回,95,,Holling 反應(yīng),功能反應(yīng),被食者密度,捕食者密度,數(shù)值反應(yīng),被食者密度,單位時間捕食者捕食被食者數(shù),,,,,,,,,,,,I 型,II 型,III型,鼩鼱,鹿鼠,短尾鼩鼱,下屏 返回,96,上屏下屏,97,,Holling反應(yīng)啟示：應(yīng)用,總反應(yīng),被食者存活狀況,被食者密度,捕食喪失率（%）,被食者

57、密度,捕食作用下被食者存活率（%）,,,,,,,,,,短尾鼩鼱,鹿鼠,鼩鼱,總反應(yīng),上屏返回,98,研究例證,1Errington 研究的北美水貂捕食麝鼠（老、弱、病、殘個體）。2家蠅（Musca domestica）與寄生蜂（Nasonia vitripennis） 20代共同培養(yǎng)結(jié)果。3澳洲引入粘瘤病毒控制家兔例。4人類清除自然界的捕食者后的作用，如鹿類的發(fā)展。結(jié)論。,返回,99,,,,,,,,,,,,,,,,,,

58、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 毒力級,,,1000,1950～1951,1952～1955,1955～1958,1959～1963,1964～1966,1967～1969,1970～1974,1975～1981,黏瘤病毒毒力等級的變化,百分比,返回,100,寄生蟲/宿主，捕食者/被食者關(guān)系,研究者：Erik Lindstrom & his colleagues

59、, 1994研究對象：紅狐Vulpes vulpes, 疥癬螨, Sarcoptes scabiei研究地點：Grimso Wildlife Research Station, Orebro county，Sweden資料來源：地方性、地區(qū)性及全國性資料,背景：1975年首次在瑞典中北部發(fā)現(xiàn)紅狐感染疥癬；該螨外寄生紅狐導(dǎo)致宿主毛發(fā)脫落/皮膚脫皮/死亡；12年間該病傳遍全瑞典，并導(dǎo)致紅狐種群下降超過70%。與此同時，研究表明，

60、與紅狐種群下降同時，紅狐的主要食物如圖此、松雞、幼鹿等種群增長。兔子種群增長達(dá)2～4倍,下屏 返回,101,疥癬螨, Sarcoptes scabiei在紅狐Vulpes vulpes種群中的傳播瑞典,上屏下屏,102,在紅狐Vulpes vulpes種群數(shù)量與山區(qū)兔Lepus timidus種群數(shù)量變化的相互關(guān)系,上屏 返回,103,返回,,,,,,,,,,,,,,,,,,,40302

61、0105,1948 1952 1956 1960 1964 年代 1968,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,記錄病例數(shù)/103,20年間英格蘭和威爾士麻疹傳染力循環(huán),104,Illustration,There are figures and tables in Sec