第五章海洋生物群落中的种间关系厦门大学海洋与环境学院
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
同一生境中不同种生物共同利用某一种环境资源时， 就因生态位重叠而产生种间竞争，竞争的激烈程度与 生态位重叠的程度及参与竞争的种类数有关。
三种基本情况：
（1）生态位完全重叠，结果可能是竞争力强的将竞 争力弱的种类排除； （2）两个种的生态位只有部分重叠，各自还占有一部 分无竞争的生态位空间，在这种状况下两个种可能共 存，但竞争优势种终将占有那部分重叠的生态位空间； （3）两个种的生态位基本不重叠，这种情况很可能是 已经回避竞争的结果。
第一节 种间食物关系
捕食（predation）包括所有高一营养级的动物取食伤害
低一养级的动物和植物的种间关系。
广义的捕食 ①典型捕食 ②食草 ③寄生 ④拟寄生者 同类相食（cannibalism）是一种特殊捕食现象。
一、海洋动物摄食的基本类型和食性分化
（一）动物食性的基本类型
1．按照食物的性质：
有时两者甚至形成难以分离的相对稳定系 统，或者说互为生存条件。
三、洛特卡―沃尔泰勒（Lotka-Volterra）的捕食模型
3－2
Lotka－Volterra的捕食模型 ：
没有捕食者 ：dN/dt ＝r1N 没有猎物：dP/dt ＝－r2P
两者共存 ： dN/dt ＝r1N－εP N ε：压力常数,即平均每一捕食者，捕杀猎物的常数
两个种群未出现竞争时：
dN1 dt
＝r1N1（K1K－1N1
）
dN2 dt
＝r2
N2
（K2－N2 K2
）
两者出现竞争时：
dN1 dt
＝r1N1（K1－NK1－1 αN2
）
dN2 dt
＝r2N2（K2－NK2－2 βN1
）
α和β分别表示物种甲和乙的竞争系数
图A：表示dN1/dt ＝0时的条件①N1＝K1，N2＝0；②N1＝0，N2＝K1/α 图B：表示dN2/dt ＝0时的条件①N1＝K2/β，N2＝0；②N1＝0，N2＝K2
③广食性种类有利于被食者的共存。
海星
荔枝螺
石鳖
帽贝 贻贝 藤壶 图 63.-41 Paine 的岩石海岸群落
（引自 Begon et al. 1986）
龟足
进化与共存
捕食者和被捕食者的协同进化，互为选 择性因素，协同进化的结果是捕食者对被捕 食者的有害因素“负作用”越来越小，两者 共存于一个环境之中。
湿度
S1
S2
温度 图 3图－55.2 物种 S1 和 S2 的生态位空间模式图
（图中只表示应用两个环境变量描 述的，引自 Krebs，1978）
图 3-6
生态位:是指一种生物在群落中（或生态系统中） 的功能或作用，生态位不仅说明生物居住的场所 （占据的空间），而且也要说明它吃什么、被什 么动物所吃、它们的活动时间、与其它生物的关 系以及它对群落发生影响的一切方面。就是说生 态位是某一物种的个体与环境（包括非生物的和 生物的环境）之间特定关系的总和。
植食性动物、肉食性动物、食碎屑动物、腐食性动物
2．按取食方式：
滤食性动物、捕食性（或掠食性）动物、啮食性（或啃食性） 动物、食沉积物动物
（二）动物对食物的选择性
表示动物对食物的选择性，可以应用选择指数（E）来确定
E
＝
ri－Pi ri＋Pi
ri：食物中某一成分百分数， Pi：食料基础中该种成分百分数
（二）生态位与种间竞争的关系
1. 基础生态位与实际生态位
生物群落中某一物种所栖息 的理论上(潜在)最大空间，即 没有种间竞争的生态位，称 为基础生态位(fundamental niche)。 实际占有的生态空间，就称为
图 3－7
实际生态位（realized niche）
2. 种间竞争与生态位分化
对角线表示所有的平衡条件
①K1＞K2/β，K1/α＞K2时，N1取胜 ②K2＞K1/α，K1＜K2/β时，N2取胜 ③K1＞K2/β， K2＞K1/α时，出现不稳定平衡点 ④K1＜K2/β，K2＜K1/α时，稳定平衡
二、生态位基本理论
（一）生态位的概念
Grinnell首先提出空间生态位（space niche）——小生境 Elton提出：“生态位是物种在其生活环境中的地位以及 它与食物和天敌的关系” ——营养生态位（trophic niche） Hutchinson提出：“一个生物的生态位就是一个n维的超 体积，这个超体积所包含的是该生物生存和生殖所需的全 部条件”—— 超体积生态位（hypervolume niche） 。
dP/dt ＝－r2P＋θN P θ：捕食效率常数
3－3
第二节 种间竞争和生态位理论
一、种间竞争
3－4
（一）高斯假说
高斯假说（Gause’s hypothesis）或竞争排斥原理 （Principle of competitive exclusion），即亲缘关系接近的、 具有同样习性或生活方式的物种不可能长期在同一地区生 活，即完全的竞争者不能共存，因为它们的生态位没有差 别。
第五章 海洋生物群落中的种间关系
学习目的：
掌握生物群落中种间食物关系的生态学意义和捕食者 与被食者的辨证关系。
了解食性分化及其适应性意义，掌握高斯假说和种间 竞争的基本原理、生态位（包括基础生态位和实际生态位） 的基本概念及其与种间竞争的关系。
了解生态位分化的几种主要方式以及海洋生物之间各 种共生关系及其生态学意义。
哈奇森（Hutchinson）指出，高斯假说有两个例外。 第一，由于环境因素强烈的作用（如天敌和不适宜气候及 食物关系），种群被抑制在一个低密度水平上。第二，因 环境不断地发生变动，竞争的结果不能达到一定的平衡 （即在能够充分利用环境的可能性之前，环境已经变化 了）。
（二） Lotka－Volterra的种间竞争模型
二、捕食者和被食者的辩证关系
1、捕食者对被食者的种群数量能起重大的影响 2、被食者影响捕食者的种群数量 ３、辩证关系 ４、进化与共存
辩证关系
①捕食者调节被食者种群的动态，防止被食者种群的 剧烈波动。
②当捕食者是捕食被食者中那些体弱或有病的个体 时，不仅对被食者的繁殖和增长并无损害，反而可 提高被食者的种群素质。
E＝-1～+1
（Байду номын сангаас）食性特化的适应意义
特化程度是动物对不同地区食物丰富程度和稳定 性的一种适应，环境稳定，捕食者将朝着单食性发展； 环境不稳定将导致捕食者的多食性。
食性特化是对种间关系，特别是种间竞争关系的 一种适应。
同一种动物食性会在一定范围内发生变化，这种 变化表现在不同年龄、不同性别、不同季节和不同地 理区域等方面。
三种基本情况：
（1）生态位完全重叠，结果可能是竞争力强的将竞 争力弱的种类排除； （2）两个种的生态位只有部分重叠，各自还占有一部 分无竞争的生态位空间，在这种状况下两个种可能共 存，但竞争优势种终将占有那部分重叠的生态位空间； （3）两个种的生态位基本不重叠，这种情况很可能是 已经回避竞争的结果。
第一节 种间食物关系
捕食（predation）包括所有高一营养级的动物取食伤害
低一养级的动物和植物的种间关系。
广义的捕食 ①典型捕食 ②食草 ③寄生 ④拟寄生者 同类相食（cannibalism）是一种特殊捕食现象。
一、海洋动物摄食的基本类型和食性分化
（一）动物食性的基本类型
1．按照食物的性质：
有时两者甚至形成难以分离的相对稳定系 统，或者说互为生存条件。
三、洛特卡―沃尔泰勒（Lotka-Volterra）的捕食模型
3－2
Lotka－Volterra的捕食模型 ：
没有捕食者 ：dN/dt ＝r1N 没有猎物：dP/dt ＝－r2P
两者共存 ： dN/dt ＝r1N－εP N ε：压力常数,即平均每一捕食者，捕杀猎物的常数
两个种群未出现竞争时：
dN1 dt
＝r1N1（K1K－1N1
）
dN2 dt
＝r2
N2
（K2－N2 K2
）
两者出现竞争时：
dN1 dt
＝r1N1（K1－NK1－1 αN2
）
dN2 dt
＝r2N2（K2－NK2－2 βN1
）
α和β分别表示物种甲和乙的竞争系数
图A：表示dN1/dt ＝0时的条件①N1＝K1，N2＝0；②N1＝0，N2＝K1/α 图B：表示dN2/dt ＝0时的条件①N1＝K2/β，N2＝0；②N1＝0，N2＝K2
③广食性种类有利于被食者的共存。
海星
荔枝螺
石鳖
帽贝 贻贝 藤壶 图 63.-41 Paine 的岩石海岸群落
（引自 Begon et al. 1986）
龟足
进化与共存
捕食者和被捕食者的协同进化，互为选 择性因素，协同进化的结果是捕食者对被捕 食者的有害因素“负作用”越来越小，两者 共存于一个环境之中。
湿度
S1
S2
温度 图 3图－55.2 物种 S1 和 S2 的生态位空间模式图
（图中只表示应用两个环境变量描 述的，引自 Krebs，1978）
图 3-6
生态位:是指一种生物在群落中（或生态系统中） 的功能或作用，生态位不仅说明生物居住的场所 （占据的空间），而且也要说明它吃什么、被什 么动物所吃、它们的活动时间、与其它生物的关 系以及它对群落发生影响的一切方面。就是说生 态位是某一物种的个体与环境（包括非生物的和 生物的环境）之间特定关系的总和。
植食性动物、肉食性动物、食碎屑动物、腐食性动物
2．按取食方式：
滤食性动物、捕食性（或掠食性）动物、啮食性（或啃食性） 动物、食沉积物动物
（二）动物对食物的选择性
表示动物对食物的选择性，可以应用选择指数（E）来确定
E
＝
ri－Pi ri＋Pi
ri：食物中某一成分百分数， Pi：食料基础中该种成分百分数
（二）生态位与种间竞争的关系
1. 基础生态位与实际生态位
生物群落中某一物种所栖息 的理论上(潜在)最大空间，即 没有种间竞争的生态位，称 为基础生态位(fundamental niche)。 实际占有的生态空间，就称为
图 3－7
实际生态位（realized niche）
2. 种间竞争与生态位分化
对角线表示所有的平衡条件
①K1＞K2/β，K1/α＞K2时，N1取胜 ②K2＞K1/α，K1＜K2/β时，N2取胜 ③K1＞K2/β， K2＞K1/α时，出现不稳定平衡点 ④K1＜K2/β，K2＜K1/α时，稳定平衡
二、生态位基本理论
（一）生态位的概念
Grinnell首先提出空间生态位（space niche）——小生境 Elton提出：“生态位是物种在其生活环境中的地位以及 它与食物和天敌的关系” ——营养生态位（trophic niche） Hutchinson提出：“一个生物的生态位就是一个n维的超 体积，这个超体积所包含的是该生物生存和生殖所需的全 部条件”—— 超体积生态位（hypervolume niche） 。
dP/dt ＝－r2P＋θN P θ：捕食效率常数
3－3
第二节 种间竞争和生态位理论
一、种间竞争
3－4
（一）高斯假说
高斯假说（Gause’s hypothesis）或竞争排斥原理 （Principle of competitive exclusion），即亲缘关系接近的、 具有同样习性或生活方式的物种不可能长期在同一地区生 活，即完全的竞争者不能共存，因为它们的生态位没有差 别。
第五章 海洋生物群落中的种间关系
学习目的：
掌握生物群落中种间食物关系的生态学意义和捕食者 与被食者的辨证关系。
了解食性分化及其适应性意义，掌握高斯假说和种间 竞争的基本原理、生态位（包括基础生态位和实际生态位） 的基本概念及其与种间竞争的关系。
了解生态位分化的几种主要方式以及海洋生物之间各 种共生关系及其生态学意义。
哈奇森（Hutchinson）指出，高斯假说有两个例外。 第一，由于环境因素强烈的作用（如天敌和不适宜气候及 食物关系），种群被抑制在一个低密度水平上。第二，因 环境不断地发生变动，竞争的结果不能达到一定的平衡 （即在能够充分利用环境的可能性之前，环境已经变化 了）。
（二） Lotka－Volterra的种间竞争模型
二、捕食者和被食者的辩证关系
1、捕食者对被食者的种群数量能起重大的影响 2、被食者影响捕食者的种群数量 ３、辩证关系 ４、进化与共存
辩证关系
①捕食者调节被食者种群的动态，防止被食者种群的 剧烈波动。
②当捕食者是捕食被食者中那些体弱或有病的个体 时，不仅对被食者的繁殖和增长并无损害，反而可 提高被食者的种群素质。
E＝-1～+1
（Байду номын сангаас）食性特化的适应意义
特化程度是动物对不同地区食物丰富程度和稳定 性的一种适应，环境稳定，捕食者将朝着单食性发展； 环境不稳定将导致捕食者的多食性。
食性特化是对种间关系，特别是种间竞争关系的 一种适应。
同一种动物食性会在一定范围内发生变化，这种 变化表现在不同年龄、不同性别、不同季节和不同地 理区域等方面。