生态学课件第三章21

20112011-4-3
20
20112011-4-3
21
20112011-4-3
22
20112011-4-3
23
2. 生态位变化
高斯（ Gause） 高斯 （ Gause ） 认为 共存 只能出现在物种生态 位分化的稳定、均匀环境中。因为， 位分化的稳定 、 均匀环境中 。 因为 ， 如果两物 种具有同样的需要， 种具有同样的需要 ， 一物种就会处于主导地位 而排除另一物种。 而排除另一物种。 自然种群：有两种观点。 自然种群：有两种观点。
正相互作用：偏利共生、原始合作、互利共生 正相互作用：偏利共生、原始合作、 负相互作用：偏害、竞争、 负相互作用：偏害、竞争、捕食和寄生
20112011-4-3
10
偏害— 偏害—化感作用
化感作用（allelopathy）：某些植物能分泌一 化感作用（allelopathy）：某些植物能分泌一 ）： 些有害化学物质，阻止别种植物在其周围生长， 些有害化学物质，阻止别种植物在其周围生长， 这种现象称化感作用, 或叫异株克生。 这种现象称化感作用, 或叫异株克生。 化感作用例子：北美的黑胡桃（ 化感作用例子：北美的黑胡桃（Juglans nigra） 抑制离树干25m范围内植物的生长， 25m范围内植物的生长 抑制离树干25m范围内植物的生长，其根抽提物含 有化学苯醌，可杀死紫花苜蓿和番茄类植物。 有化学苯醌，可杀死紫花苜蓿和番茄类植物。 抗生作用: 微生物. 抗生作用: 微生物.
r-对策和K-对策种群的增长曲线比较 对策和K
S是稳定平衡点 X是绝灭点
S
种群 数量 Nt+1 ● ● K-对策 r-对策
S
●
X
种群数量N 种群数量Nt
第三节 种内、种间关系 种内、 §1. 种间和种内的相互作用
种内相互作用的主要形式有竞争 自相残杀和 种内相互作用的主要形式有竞争、自相残杀和利他 竞争、 等; 物种间相互作用的主要形式有竞争 捕食、寄生和 竞争、 物种间相互作用的主要形式有竞争、捕食、寄生和 互利共生
生态位重叠(niche 生态位重叠(niche overlap): 两物种生态位空间的相互重 叠部分，称生态位重叠。 叠部分，称生态位重叠。 生态位漂移(niche shift):资源竞争而导致两物种的生态 生态位漂移(niche shift):资源竞争而导致两物种的生态 位发生变化称生态位漂移。 位发生变化称生态位漂移。 如：金图企鹅与帽带企鹅； 金图企鹅与帽带企鹅； 性状替代(character displacement):竞争产生的生态位收 性状替代(character displacement):竞争产生的生态位收 缩导致物种形态性状的变化，叫性状替代. 缩导致物种形态性状的变化，叫性状替代. 同地分布近缘物种之间的差异往往比异地分布时所表现的差 同地分布近缘物种之间的差异往往比异地分布时所表现的差 异为大，原因是：同地分布时，彼此由于竞争而发生分化； 异为大，原因是：同地分布时，彼此由于竞争而发生分化； 表现在形态、行为和生理各个方面： 表现在形态、行为和生理各个方面：如：取食器官大小的不 身体大小的不同等。 同、身体大小的不同等。
３.K-对策 .KK-对策(K-strategy)：生活在条件优越和可预测 对策(K strategy)：生活在条件优越和可预测 (K环境中 其死亡率大都取决于密度相关的因素， 环境中，其死亡率大都取决于密度相关的因素， 生物之间存在着激烈的竞争， 生物之间存在着激烈的竞争，因此种群内的个体 常把更多的能量用于除生殖以外的其他各种活动。 常把更多的能量用于除生殖以外的其他各种活动。 选择（ 采取K K-选择（ K-selection ）者：采取K-对策的生 物称K 选择者，通常是长寿命的，种群数量稳定， 物称K-选择者，通常是长寿命的，种群数量稳定， 竞争能力强，个体大但生殖力弱， 竞争能力强，个体大但生殖力弱，只能产生很少 的后代，亲代对后代有很好的关怀，发育速度慢， 的后代，亲代对后代有很好的关怀，发育速度慢， 成体体形大。 成体体形大。
K-对策的优缺点
K-对策的优缺点： 对策的优缺点： 优点：种群的数量较稳定，一般保持在K值附近， 优点：种群的数量较稳定，一般保持在K值附近，但不 超过此值，因此，导致生境退化的可能性小； 超过此值，因此，导致生境退化的可能性小；具有个体 大和竞争能力强等特征， 大和竞争能力强等特征，保证它们在生存竞争中取得胜 利。 缺点：由于r值较低，种群一旦遭到危害，难以恢复， 缺点：由于r值较低，种群一旦遭到危害，难以恢复， 有可能灭绝。 有可能灭绝。
r-对策的优缺点
r-对策的优缺点： 对策的优缺点： 优点：生殖率高，发育速度快，世代时间短，因此， 优点：生殖率高，发育速度快，世代时间短，因此，种群 在数量较低时，可以迅速恢复到较高的水平；后代数量多， 在数量较低时，可以迅速恢复到较高的水平；后代数量多， 通常具有较大的扩散迁移能力，可迅速离开恶化的环境， 通常具有较大的扩散迁移能力，可迅速离开恶化的环境， 在其他地方建立新种群. 因此， 在其他地方建立新种群. 因此，常常出现在群落演替的早 期阶段；由于高死亡率、高运动性和连续面临新环境， 期阶段；由于高死亡率、高运动性和连续面临新环境，可 能使其成为物种形成的新源泉。 能使其成为物种形成的新源泉。 缺点：死亡率高、竞争力弱、缺乏对后代的关怀， 缺点：死亡率高、竞争力弱、缺乏对后代的关怀，高的瞬 时增长率必然导致种群的不稳定性，因此， 时增长率必然导致种群的不稳定性，因此，种群的密度经 常激烈变动。 常激烈变动。
§2. 竞争
１.竞争的性质
竞争（competition） 竞争（competition）是利用有限资源的个体间的相互 作用。 作用。在同种个体间发生的竞争叫种内竞争 ），在不同种个体间 （ interspecific competition ），在不同种个体间 发生的竞争叫种间竞争（ 发生的竞争叫种间竞争（ intraspecific competition ）。
２.r-对策 .rr-对策(r-strategy)：生活在条件严酷和不可 对策(r strategy)： (r种群死亡率通常与密度无关， 预测环境中，种群死亡率通常与密度无关，种 群内的个体常把较多的能量用于生殖， 群内的个体常把较多的能量用于生殖，而把较 少的能量用于生长、 少的能量用于生长、代谢和增强自身的竞争能 力。 选择( r采取r r-选择( r-selection) ：采取r-对策的生物称 r-选择者,通常是短命的，生殖率很高，可以产 选择者,通常是短命的，生殖率很高， 生大量的后代，但后代的存活率低，发育快， 生大量的后代，但后代的存活率低，发育快， 成体体形小。 成体体形小。
Ｃ.种间竞争的结局受多因素影响
实验： 实验：气候因素对于两种拟谷盗种群的竞争结局的影响
20112011-4-3
实验室试验的结果能否应用于自然种群？？ 实验室试验的结果能否应用于自然种群？？
18
（２）自然条件下种群的竞争
1. 生态位
生态位(niche): 是物种在生物群落或生态系统中的地位和作用, 生态位(niche): 是物种在生物群落或生态系统中的地位和作用, 而这种 地位和作用取决于该生物的形态适应、生理适应和特有的行为。 地位和作用取决于该生物的形态适应、生理适应和特有的行为。 （1） 生境生态位：物种的最小分布单元，其中的结构和条件能够维持物 生境生态位：物种的最小分布单元， 种的生存； 种的生存； （2）功能生态位：有机体在生物群落中的功能作用和位置，特别强调与 功能生态位：有机体在生物群落中的功能作用和位置， 其它种的营养关系，又叫营养生态位; 其它种的营养关系，又叫营养生态位; （3）多维生态位空间(multidimensioanl niche space)：影响有机体的 多维生态位空间(multidimensioanl space)： 环境变量作为一系列维，多维变量便是n 维空间，称多维生态位空间， 环境变量作为一系列维，多维变量便是n-维空间，称多维生态位空间，或 维超体积(n (nhypervolume)生态位 生态位; n-维超体积(n-diensional hypervolume)生态位; （4）基础生态位(fundamental niche)：生物群落中，某一物种所栖息的 基础生态位(fundamental niche)：生物群落中， 理论上的最大空间，称为基础生态位; 理论上的最大空间，称为基础生态位; （5）实际生态位(realized niche)：生物群落中物种实际占有的生态位 实际生态位(realized niche)： 空间称实际生态位. 空间称实际生态位.
（１）实验条件下种群的竞争
ａ.竞争排斥
高斯在此研究基础上形成了所谓“高斯假说” 高斯在此研究基础上形成了所谓“高斯假说” 或称“竞争排斥原理” 或称“竞争排斥原理”，即生态学上完全相 同的种，不能长久地共存， 同的种，不能长久地共存，一个种群在竞争 中驱使另一个种群走向灭绝. 中驱使另一个种群走向灭绝.
20112011-4-3
6
４.r-K连续体 .rr-K连续体（ r-K continuum ）: r-选择和K-选 连续体（ r-选择和K 择是两个进化方向的不同类型，从极端的r 择是两个进化方向的不同类型，从极端的r-选择 到极端的K 选择之间有许多过渡类型 过渡类型， 到极端的K-选择之间有许多过渡类型，有的更接 近于r 选择，有的更接近于K 选择， 近于r-选择，有的更接近于K-选择，两者间有一 连续体。 个连续的谱系， 个连续的谱系， 称r-K连续体。
２.种内竞争
密度制约
竞争
适合度下降
扩散 领域性 自疏
同样年龄大小的生物中, 同样年龄大小的生物中,竞争个体不能通过运动逃 避竞争，因此竞争中失败者死去,这种竞争结果使 避竞争，因此竞争中失败者死去, 较少量的较大个体存活下来，这一过程叫自疏 自疏。 较少量的较大个体存活下来，这一过程叫自疏。
３.种间竞争
这两种草履虫之间没有分泌有害物质， 这两种草履虫之间没有分泌有害物质，主要是一种增长 另一种增长慢，由于共同竞争食物而排挤掉其中一种． 快，另一种增长慢，由于共同竞争食物而排挤掉其中一种．
20112011-4-3 16
ｂ.占有空间不同部位
实例一、 实例一、大草履虫与袋状草履虫培养实验 实例二、两种拟谷盗（杂拟谷盗和锯谷盗） 实例二、两种拟谷盗（杂拟谷盗和锯谷盗） 种群共同培养实验
当两物种利用同样的有限资源时，种间竞争就会发生. 当两物种利用同样的有限资源时，种间竞争就会发生. 种间竞争的例子： 种间竞争的例子： 原生动物双核小草履虫(Paramecium aurelia)和大草履虫 当二种在一起培养时，由于前者生长快， (P. caudatum)。 当二种在一起培养时，由于前者生长快， 最后大草履虫死亡消失; 最后大草履虫死亡消失; 硅藻星杆藻( 和针杆藻( 硅藻星杆藻(Asterionella formosa)和针杆藻(Synedra ulna).后者对硅酸盐的利用率高，当二者在一起培养时， ).后者对硅酸盐的利用率高 当二者在一起培养时， 后者对硅酸盐的利用率高， 前者被淘汰. 前者被淘汰. 入侵杂草. 入侵杂草.
近缘物种（特别是同属种）常在形态、生理、 近缘物种（特别是同属种）常在形态、生理、行为和生 态方面是非常相似的；如果它们生活在同一地区， 态方面是非常相似的；如果它们生活在同一地区，竞争 也是最激烈的。 也是最激烈的。
世界性分布的黑家鼠和褐家鼠. 世界性分布的黑家鼠和褐家鼠.
几种情况： 几种情况：
§1Hale Waihona Puke Baidu.种群的生态对策
１.生态对策的概念
生态对策(bionomic strategy)： 生态对策 (bionomic strategy) ： 就是一个物种或 一个种群在生存斗争中对环境条件采取适应的行为; 一个种群在生存斗争中对环境条件采取适应的行为; 在长期稳定的环境中生活的种群尽可能均匀地利用 环境;在迅速出现随后又消逝的环境中, 环境;在迅速出现随后又消逝的环境中,生物能及时 地寻找有利的继续生存的地点.分为: 对策和K 地寻找有利的继续生存的地点 . 分为 : r- 对策和 K对策. 对策.