环 境 生 态 学第四讲

（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：①固N细菌与豆科植物根系共生形成根瘤。 ②真菌和高等植物根系共生形成菌根。 ③真菌与藻类共生形成地衣。 ④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。
动物组织或细胞内 的互利共生：白蚁 根瘤菌与豆科植物
Three dimensions of the niche
生态位（niche)


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。 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 realized
生态位（niche)



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。 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。 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
捕食者和猎物
鹰抓小鸟
雷鸟的保护色
保护色
警戒色
警戒色
蝶类的幼虫和成虫（示警戒色）
拟态
蝴蝶的拟态
象鼻虫的拟态

在协同进化过程中，有害的“负作用”倾
向于减弱，“精明的”捕食者不会对猎物
过捕。实际上，捕食者捕到的猎物多为领
域外的、受伤的、有病的、年老的、无家 可归的“游荡者”，使猎物种群有更高的 素质。
SARS病毒
Macroparasite
血吸虫病患者
寄生者主要有病毒、立克次氏体、细菌、真菌、寄生性动 物和少量的种子植物。 多数寄生植物只限于寄生在一定的植物科、属中，即寄生 具有专一性，这类寄生植物为专性寄生植物。 一般说来，寄生者营寄生生活之初，其有害作用最强，当 寄生者长期与它们对应的寄主伴生后，其影响就缓和下来。 拟寄生（Parasitoids）是指昆 虫寄生昆虫的现象。寄生昆虫 常把卵产在其他昆虫（寄主） 体内，待卵孵化成幼虫后便以 寄主的组织为食，直至寄主死 亡。
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：①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。 ②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。
三种类型的地衣（壳状、叶状和枝状)
三、种群间的偏害、竞争和捕食关系
（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
（二）互利（原始）合作 (protocooperation)
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。 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：①蟹与腔肠动物的合作。 ②农业上的间种、混种和混养 ③四大家鱼的混养。 ④稻田养鱼。 ⑤农区养蜂。
竞争的结果：
①两个物种间形成协调的平衡状态，实现生 态位的分化。 ②一个种群被另一个种群消灭掉。 ③一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。
实验条件下的种群竞争
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 低温条件下， 得胜机会较多。 潮湿环境下,竞争 得胜的机会较多。
植物的防卫措施
(三) 寄生物与宿Myxoma(粘瘤病毒 ) 和 欧洲兔 • 欧洲兔于1859年引进澳洲，随后即快速扩散，过度啃食， 显著影响当地食草动物的草源 • 澳洲于1950年使用Myxoma病毒来控制澳洲兔种群 • 开始使用，Myxoma病毒的毒性极强，数天內即可杀死宿主 • 但是经过数年后，Myxoma病毒的毒性显著的下降 绿水螅体内的绿藻虫： 使绿水螅呈现绿色并能在缺乏食物的条件下进行光合作用，而 绿藻虫曾是一种兼性寄生的原生动物。
（一）种间竞争
Brown 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 对照区 移走啮齿动物 318 543 — 122 移走蚂蚁 — 144
蚂蚁群体 啮齿动物
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
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 两种鱼单独饲养 甲虫实现了共存。 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
关于生态位的几个重要观点


一个物种的现实生态位通常要小于基础生态位。 种间竞争可促使两物种的生态位分离。 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。 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。
（三）寄生(parasitism)
定义：是一个种（寄生者）寄居于另一个种（寄主）的 体内或体表， 从而摄取寄主养分以维持生活的现象。
例子
①菟丝子寄生在植物上
②蛔虫寄生在动物上 ③赤眼蜂寄生在棉铃虫上 体外寄生 体内寄生
大豆菟丝子
Deformed frog – resulting from a parasitic infection
• 基础生态位 • 现实生态位 • 生态位重叠 • 生态位分化
• 间作套种
• 立体种养殖
• 生态系统结构和功能设计
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.
高斯假说（Gause hypothesis)

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)




1）Grinnell(1917，美)最早使用这个术语，指出生 态位是“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”。——空间生态位 2）Elton(1927，英)认为“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”。——营养 生态位 3）Hutchinson(1957，英)定义生态位是“一种生物 和它的非生物与生物环境全部相互作用的总和”。 ——n维生态位、超体积生态位
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 竞争(- -) 捕食(+ -) 寄生(+ -) 中性(0 0) 共生(+ +) 互惠(+ +) 偏利(+ 0) 偏害(- 0) 关系特点 彼此互相抑制 种群A杀死或吃掉种群B一些个体 种群A寄生于种群B,并有害于后者 彼此互不影响 彼此互相有利,专性 彼此互相有利,兼性 对A种群有利,对种群B无利害 对A种群有害,对种群B无利害
fundamental niche realized niche
The fundamental niche is defined by an organism’s adaptations to persist in a given abiotic environment The realized niche of an organism is often smaller than the fundamental niche due to competition, predation, parasitism, and recruitment limitations
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,是影响群落结构的主要生态过程. c.捕食是一个主要的选择压力,生物的很多适应可用捕 食者和猎物间的协同进化来说明.
(一) 种间竞争的协同进化
雀科鸣鸟13个不同品种的的鸟嘴差异性
大型食草动物与植物的协同进化
树 莺 在 针 叶 树 上 觅 食
(二) 捕食者—猎物的协同进化


捕食者与猎物相互适应是长期协同进化的结果。 捕食者通常具锐利的爪，撕裂用的牙、毒腺…或其它 “武器”，以提高捕食效率； 相反，猎物常具保护色、警戒色、假死、拟态…等适 应特征，以逃避被捕食。