环境生态学第四讲

第四节 种间的相互用一、 种群相互关系的类型两 种群间可能存在的各种相互关系关系类型 关系特点竞争 (- -) 彼此互相抑制捕食 (+ -) 种群 A杀死或吃掉种群 B一些个体寄生 (+ -) 种群 A寄生于种群 B,并有害于后者中性 (0 0) 彼此互不影响共生 (+ +) 彼此互相有利 ,专性互惠 (+ +) 彼此互相有利 ,兼性偏利 (+ 0) 对 A种群有利 ,对种群 B无利害偏害 (- 0) 对 A种群有害 ,对种群 B无利害二、种群间的偏利、互利合作和共生关系（一）偏利作用 (commensalism)又称单惠共生，两种生物，一方得利，对另一方无害。例子： 林间的一些动物和鸟类，以树木作为掩蔽或筑巢用，对树木不造成伤害。 附生植物与被附生植物：苔藓、某些蕨类以及很多高等的附生植物（如兰花）附生在树皮上，借助于被附生植物支撑自己，获取更多的光照和空间资源。（二）互利（原始）合作(protocooperation)p两种生物在一起，彼此各有所得，但二者之间不存在依赖关系。p互利合作是 兼性互利共生 ，共生者可能不互相依赖着共存，仅是机会性互利共生。 例： 蟹与腔肠动物的合作。 农业上的间种、混种和混养 四大家鱼的混养。 稻田养鱼。 农区养蜂。（三）互利共生（mutualism)种间彼此依赖，生活在一起互相受益，能直接进行物质交流。例： 固 N细菌与 豆科植物根系共生形成根瘤。 真菌和高等植物根系共生形成菌根。 真菌与藻类共生形成地衣。 动物与微生物：如 反刍动物（鹿和牛）拥有多室胃，在其中发生细菌和原生动物的发酵作用。三种类型的地衣（壳状、叶状和枝状 )动物组织或细胞内的互利共生： 白蚁根瘤菌与豆科植物（一）种间竞争 (interspecific competion): 生活在同一地区的两个物种 ,由于利用相同的资源 ,导致每一个物种的数量下降 ,即两种群彼此发生有害影响。竞争一般可分为干扰竞争和利用竞争 .干扰竞争 :一种动物借助于行为排斥另一种动物使其得不到资源 . 如 :红翅鸫和黄头鸫 .猫狗利用竞争 :一个物种所利用的资源对第二个物种也非常重要 ,但两个物种并不发生直接接触 .如 :蚂蚁、啮齿动物都以植物种子为食 .兔子绵羊吃草三、种群间的偏害、竞争和捕食关系（一）种间竞争对 照区 移走 啮齿动物移走 蚂蚁蚂蚁 群体 318 543 啮齿动 物 122 144Brown Davidson(1977)研究了 Arizona沙漠中蚂蚁和啮齿动物在种子利用上的竞争关系大草履虫和双小核草履虫间的竞争G.F.Gause（ 1934）用实验方法观察两个物种之间的竞争现象。 出现了栖息空间和食性的分离高斯假说 （ Gause hypothesis)n 竞争排斥原理 (competition exclusion principle)：生态位相同的两个物种不可能在同生境内长期共存。生态位 （ niche)n 1） Grinnell(1917，美，美 )最早使用这个术语，指出生最早使用这个术语，指出生态位是态位是 “每个物种由自身结构上和功能上的限制而被每个物种由自身结构上和功能上的限制而被约束在其内的最后分布单位约束在其内的最后分布单位 ”。 空间生态位空间生态位n 2） Elton(1927，英，英 )认为认为 “生态位是说物种在生物群生态位是说物种在生物群落中的位置及它的食物和敌害关系落中的位置及它的食物和敌害关系 ”。 营养生态营养生态位位n 3） Hutchinson(1957，英，英 )定义生态位是定义生态位是 “一种生物一种生物和它的非生物与生物环境全部相互作用的总和和它的非生物与生物环境全部相互作用的总和 ”。n n维生态位、超体积生态位维生态位、超体积生态位Three dimensions of the niche生态位 （ niche)n 基础生态位 (fundamental niche)：生态群落中能够为某一物种所栖息的、理论上的最大空间。n 实际生态位 (realized niche)：由于竞争的存在，物种实际占据的生态位。Niches: fundamental and realizedfundamental nicherealized nicheThe realized niche of an organism is often smaller than the fundamental niche due to competition, predation, parasitism, and recruitment limitationsThe fundamental niche is defined by an organisms adaptations to persist in a given abiotic environment生态位 （ niche)n 生物完成其正常生活周期所表现出的对特定生态因子的综合适应位置。n 用某一生物的每个生态因子为一维（ Xi），以生物对所有生态因子的综合适应性（ Y）为指标构成的超几何空间表示了该生物的生态位。n 生态位是各种环境因子组成的超几何空间。 空间生态位 营养生态位 功能生态位 时间生态位 超体积生态位 间作套种 立体种养殖 生态系统结构和功能设计 基础生态位 现实生态位 生态位重叠 生态位分化Fig. The process of character displacement(a) individuals of one species that use resources in regions that do not overlap with the other species have a selective advantage.关于生态位的几个重要观点n 一个物种的现实生态位通常要小于基础生态位。n 种间竞争可促使两物种的生态位分离。n 一个稳定的群落中，占据了相同生态位的两个物种，其中一个种终究要 衰减或灭亡 。n 一个稳定的群落中，由于各种群在群落中具有各自的生态位， 种群间能避免直接的竞争 ，从而又保证了群落的稳定。 两个物种间形成协调的平衡状态，实现生态位的分化。 一个种群被另一个种群消灭掉。 一个种群被赶跑到另一空间，利用另一种食物。需指出的是：两个物种竞争的结果或竞争的激烈程度与各自生态位是有很大的关系的。生态位越接近，则竞争越激烈。竞争的结果：1.G.F.Gause(1934)2.Park(1954) 两种拟谷盗在 6种不同环境条件下的竞争结果3.Werner和 Hall(1976) 太阳鱼对食物资源的利用差异潮湿环境下 ,竞争得胜的机会较多。低温条件下，得胜机会较多。 实验条件下的种群竞争1.G.F.Gause(1934)2.Park(1954)3.Werner和Hall(1976)玻璃管增加了另一个生态位，使两种甲虫实现了共存。 两种鱼单独饲养时对食物的利用几乎是相同的。在自然条件下的种群竞争对生活在同一地区的近缘物种生态学研究 :近缘物种在形态生理生态方面相似 ,因生活在同一地区 ,竞争激烈 ,迫使其在生态学上发生分化 ,表现在 3方面 :第一 : 利用不同的生境或微生境第二 : 吃不同的食物第三 : 在不同的时间出来活动5种同地分布的树莺在针叶树上觅食部位的空间分化（ MacArthur， 1958）惠州小鸟天堂的灰鹭（夜游）和白鹭（雪鹭）（二） 捕食一个物种的成员以另一物种成员为食 ,被捕食者常常被杀死。狭义捕食 : 动物吃动物广义捕食 : 肉食、植食、拟寄生、同种相残捕食作为一个重要生态学现象的理由 :a.限制种群的分布 ,抑制种群的数量 .b.捕食同竞争一样 ,是影