第三章种群生态学3
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物种竞争模型就是对相互竞争物种的数量变 化进行数学模拟来推测因两个物种相互竞争 而导致的对各自种群动态的影响 动物种间竞争模型
Lotka-Volterra model
植物种间竞争模型
Tilman model
12
下屏
Lotka-Volterra模型
返回
模型基础是逻辑斯蒂模型
dN1/dt=r1N1(K1-N1)/K1
由于物种N2的加入，N1对 资源的利用进一步受到限制 相当于有新的N1b个体加入
(K1-N1 -N1b)
根据N1和N2对资源消耗强度 将N1b转化为αN2
dN1/dt=r1N1 (K1-N1-αN2 ) /K1
13
上屏
Lotka-Volterra模型
返回
dN1/dt=r1N1（K1-N1-αN2）/K1 dN2/dt=r2N2（K2-N2-βN1）/K2 其中：
—
O
—
—
O
B
关系
互利 共生
捕食 牧食 寄生
偏利 作用
种间 竞争
偏害 作用
中性 作用
7
返回
2.种间竞争
2.1定义 2.2种间竞争的有关理论 2.3种间竞争的类型与特征 2.4种间竞争模型 2.5生态位与种间竞争 2.6自然种群的种间竞争 种间竞争小结
8
返回
2.1 种间竞争概念
两种或多种生物因利用共同资源而 产生的使其受到不良影响的相互关 系称为种间竞争。说明如下
0
8
4
P. aurelia
0
4
8
12
16 d
两种草履虫种群动态
—单独培养 —混合培养
10
返回
2.3 竞争的类型与特征
种间竞争的类型：
资源利用型（exploitation c.） 相互干扰型（interference c.）
种间竞争的特征
不对称性 对不同资源竞争的结果相互影响
11
返回
2.4. 种间竞争模型
类引入澳洲等等。
3 小结：
a 引种等人类活动；b 自然发生新分布；c 适应进化辐射时间 短；d环境载力变化。
17
返回
种间竞争小结
生态位反映了物种对环境的需求 数学模型和实验室研究为研究自然界的 种间竞争提供了理论基础 种间竞争对物种的生态位的进化和生态 作用产生了深远的影响
18
返回
3.捕食作用
3. 种群生态学3
基础生态学 湖北师范学院生物学系
李今
1
种群生态学
结束
§1. 种群特征及种群动态 §2. 物种形成与变化 §3. 种内关系 §4. 种间关系
2
返回
§1. 种群特征及种群动态
見PowerPoint文档【3 种群生态学1】
3
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§2. 物种形成与变化 §3. 种内关系
以上2节見PowerPoint文档 【3 种群生态学2】
1. 种：两种或以上； 2. 共同资源：空间、食物、栖息地等； 3. 时间：吻合 4. 不良影响：生长、发育、繁殖、分布、
数量等等受到抑制。
9
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2.2. 竞争排斥原理
表述：要求相同资源的2个物种不共存与一个空间。 实验研究：大草履虫和双小核草履虫共同培养
N×10
6
3
P. caudatum
4
返回
§4. 种间关系
1. 种间关系类型 2. 种间竞争 3. 捕食作用 4. 寄生作用
5
下屏
1 种间关系类型a
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种间关系是指两个或多个不同物种(species)在 共同的时间和空间环境中生活，由于不同物种 之间成为环境因子，故形成了不同物种之间的 相互作用。
主要研究方向
相互作用的不同物种的种群动态
α（β）分别表示N2（N1）个体相当于α（β）个 N1个体；
若α>1 （β<1），表示物种1对N2的竞争抑制效 应较物种2对物种1（即N1） 大；
表示如下：
14
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Tilman模型
植物的种间竞争模型为Tilman模型。设想每 一个物种对两种不同资源都会有需求的最低 数量，不同物种的这种最低数量显然也不尽 相同；那么在一个由2种资源共需数量的直角 坐标系中，就会形成2物种各自的对不同资源 的需求的坐标，就是该物种的零增长线。
物种在进化上的相互作用：协同进化
定位
严格地区分，种间关系应该是群落生态学范围
实践上由于研究的重点在与种群的动态，故习惯上将 这一部分至于种群生态学范围之内
6
上屏
1 种间关系类型b
返回
假设有物种A,B,若共存中受损害，则表
示为“—”；得利益，为“+”; 无利无害
物种 “O”+
+
+
—
O
O
A
物种
+
对于N, 如果没有捕食者，N将指数增长
dN/dt=rN；如果有捕食者存在，则这种增长将受到抑制，且P种 群数量越大则N增长所受到的抑制越強
dN/dt=rN-εPN=（r-εP）N
对于P, 如果没有Fra Baidu bibliotek食者，N将指数负增长
dP/dt=-r1P；如果有被食者存在，则这种负增长将得到缓解，且 N种群数量越大则P负增长将得到缓解越強
a 空间，回避可能；b 资源差异
2 自然种群种间竞争的实例
Brown的野外实验研究 Hairston, Ullyott
美国引入树麻雀（Passer montanus）,与原产的家麻雀（P.
Domesticus）共存； Orians1961研究的两种羽衣鸟的竞争排斥； 缅鼠的灭绝，北美灰松鼠引入英国（当地红松鼠受危）；鼠
15
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2.5 生态位(niche)与种间竞争
5.1 生态位概念：物种在群落或系统中 的地位和作用。 5.2 生态位与生境 5.3 Hutchinson的多元生态位概念：对 不同的环境变量的定量描述所形成的多 元空间体积即为物种的生态位。 5.4 生态位的分化
16
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2.6 自然种群的种间竞争
1 自然种群与实验种群的差异
3.1基本概念 3.2有关研究
理论研究：Lotka-Volterra捕食模型 实验研究 自然种群捕食作用的研究与应用 Holling反应
3.3协同进化 广义捕食小结
19
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3.1基本概念
广/狭义捕食关系
广义捕食关系：典型捕食、食草作用、寄生关 系、拟寄生
狭义捕食关系：典型捕食关系
广义捕食就是其一受益其一受损的关系 典型或狭义的捕食关系
食肉动物捕食其他动物是捕食活体并杀死猎物 以猎物身体为食物：虎捕食食草动物如鹿
20
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3.2有关研究
理论研究：Lotka-Volterra捕食模型 实验研究 自然种群捕食作用的研究与应用 Holling反应及应用
21
下屏
理论研究
返回
Lotka-Volterra用数学模型研究了捕食作用
设想：N为被食者种群，P为捕食者种群
Lotka-Volterra model
植物种间竞争模型
Tilman model
12
下屏
Lotka-Volterra模型
返回
模型基础是逻辑斯蒂模型
dN1/dt=r1N1(K1-N1)/K1
由于物种N2的加入，N1对 资源的利用进一步受到限制 相当于有新的N1b个体加入
(K1-N1 -N1b)
根据N1和N2对资源消耗强度 将N1b转化为αN2
dN1/dt=r1N1 (K1-N1-αN2 ) /K1
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上屏
Lotka-Volterra模型
返回
dN1/dt=r1N1（K1-N1-αN2）/K1 dN2/dt=r2N2（K2-N2-βN1）/K2 其中：
—
O
—
—
O
B
关系
互利 共生
捕食 牧食 寄生
偏利 作用
种间 竞争
偏害 作用
中性 作用
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2.种间竞争
2.1定义 2.2种间竞争的有关理论 2.3种间竞争的类型与特征 2.4种间竞争模型 2.5生态位与种间竞争 2.6自然种群的种间竞争 种间竞争小结
8
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2.1 种间竞争概念
两种或多种生物因利用共同资源而 产生的使其受到不良影响的相互关 系称为种间竞争。说明如下
0
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P. aurelia
0
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12
16 d
两种草履虫种群动态
—单独培养 —混合培养
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返回
2.3 竞争的类型与特征
种间竞争的类型：
资源利用型（exploitation c.） 相互干扰型（interference c.）
种间竞争的特征
不对称性 对不同资源竞争的结果相互影响
11
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2.4. 种间竞争模型
类引入澳洲等等。
3 小结：
a 引种等人类活动；b 自然发生新分布；c 适应进化辐射时间 短；d环境载力变化。
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返回
种间竞争小结
生态位反映了物种对环境的需求 数学模型和实验室研究为研究自然界的 种间竞争提供了理论基础 种间竞争对物种的生态位的进化和生态 作用产生了深远的影响
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3.捕食作用
3. 种群生态学3
基础生态学 湖北师范学院生物学系
李今
1
种群生态学
结束
§1. 种群特征及种群动态 §2. 物种形成与变化 §3. 种内关系 §4. 种间关系
2
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§1. 种群特征及种群动态
見PowerPoint文档【3 种群生态学1】
3
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§2. 物种形成与变化 §3. 种内关系
以上2节見PowerPoint文档 【3 种群生态学2】
1. 种：两种或以上； 2. 共同资源：空间、食物、栖息地等； 3. 时间：吻合 4. 不良影响：生长、发育、繁殖、分布、
数量等等受到抑制。
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2.2. 竞争排斥原理
表述：要求相同资源的2个物种不共存与一个空间。 实验研究：大草履虫和双小核草履虫共同培养
N×10
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P. caudatum
4
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§4. 种间关系
1. 种间关系类型 2. 种间竞争 3. 捕食作用 4. 寄生作用
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1 种间关系类型a
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种间关系是指两个或多个不同物种(species)在 共同的时间和空间环境中生活，由于不同物种 之间成为环境因子，故形成了不同物种之间的 相互作用。
主要研究方向
相互作用的不同物种的种群动态
α（β）分别表示N2（N1）个体相当于α（β）个 N1个体；
若α>1 （β<1），表示物种1对N2的竞争抑制效 应较物种2对物种1（即N1） 大；
表示如下：
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Tilman模型
植物的种间竞争模型为Tilman模型。设想每 一个物种对两种不同资源都会有需求的最低 数量，不同物种的这种最低数量显然也不尽 相同；那么在一个由2种资源共需数量的直角 坐标系中，就会形成2物种各自的对不同资源 的需求的坐标，就是该物种的零增长线。
物种在进化上的相互作用：协同进化
定位
严格地区分，种间关系应该是群落生态学范围
实践上由于研究的重点在与种群的动态，故习惯上将 这一部分至于种群生态学范围之内
6
上屏
1 种间关系类型b
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假设有物种A,B,若共存中受损害，则表
示为“—”；得利益，为“+”; 无利无害
物种 “O”+
+
+
—
O
O
A
物种
+
对于N, 如果没有捕食者，N将指数增长
dN/dt=rN；如果有捕食者存在，则这种增长将受到抑制，且P种 群数量越大则N增长所受到的抑制越強
dN/dt=rN-εPN=（r-εP）N
对于P, 如果没有Fra Baidu bibliotek食者，N将指数负增长
dP/dt=-r1P；如果有被食者存在，则这种负增长将得到缓解，且 N种群数量越大则P负增长将得到缓解越強
a 空间，回避可能；b 资源差异
2 自然种群种间竞争的实例
Brown的野外实验研究 Hairston, Ullyott
美国引入树麻雀（Passer montanus）,与原产的家麻雀（P.
Domesticus）共存； Orians1961研究的两种羽衣鸟的竞争排斥； 缅鼠的灭绝，北美灰松鼠引入英国（当地红松鼠受危）；鼠
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2.5 生态位(niche)与种间竞争
5.1 生态位概念：物种在群落或系统中 的地位和作用。 5.2 生态位与生境 5.3 Hutchinson的多元生态位概念：对 不同的环境变量的定量描述所形成的多 元空间体积即为物种的生态位。 5.4 生态位的分化
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2.6 自然种群的种间竞争
1 自然种群与实验种群的差异
3.1基本概念 3.2有关研究
理论研究：Lotka-Volterra捕食模型 实验研究 自然种群捕食作用的研究与应用 Holling反应
3.3协同进化 广义捕食小结
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3.1基本概念
广/狭义捕食关系
广义捕食关系：典型捕食、食草作用、寄生关 系、拟寄生
狭义捕食关系：典型捕食关系
广义捕食就是其一受益其一受损的关系 典型或狭义的捕食关系
食肉动物捕食其他动物是捕食活体并杀死猎物 以猎物身体为食物：虎捕食食草动物如鹿
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3.2有关研究
理论研究：Lotka-Volterra捕食模型 实验研究 自然种群捕食作用的研究与应用 Holling反应及应用
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理论研究
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Lotka-Volterra用数学模型研究了捕食作用
设想：N为被食者种群，P为捕食者种群