11种间相互作用

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(competition): 具有相似要求的 物种,为了争夺空 间和资源,而产生 的一种直接或间接 抑制对方的现象
竞 竞 争 争 造 成 的 生 长 干 不 良 曲 扭 树 的 成 造
•高斯假说
高 斯 的 种 间 竞 争 试 验 竞争排斥原理(高斯假说):
在一个稳定的环境中,两个以上 受资源限制的、但具有相同资源利用 方式的种,不能长期共存在一起 即完全的竞争者不能共存
草 苁 蓉 、 独 根 草
肉苁蓉属(Cistanche spp.)寄生有根草本
•半寄生 (semiparasitism): 寄生植物叶或茎 中含绿色能进行光 合作用,只从寄主 体内吸收水分和矿 质养分的生活方式 桑寄生 槲寄生等
桑寄生——半寄生
寄生于构、槐、榆、木棉、朴等树上。
槲寄生——半寄生
另外,捕食者分为特化种和泛化种。 捕食者的食物组成可以随猎物种群数 量、环境等的变化而变化。因此捕食 者—猎物的种群动态表现不确定。
食草作用
食草作用不同于狭义的捕食作用,食草动 物对于许多植物(如高等植物)并不杀死,只 取食其中的构件(如部分树叶等)。植物构件 被采食后,其他构件的光合作用、生长等会出 现补偿。植物的防卫反应表现为①毒性与差的 味道,②防御结构。食草作用的性质接近于寄 生,但不是弱者对强者的依附。
•影响植物群落的演替 针茅(Stipa pulchra, S. lepidid) 北 早熟禾(Poa scabrella) 草 原 美 放牧、烧荒 加 利 野燕麦(Avena fatua) 毛雀麦(Bromus mollis) 一年生草本植物群落 福 尼 周围灌木、篙子侵 分泌萜烯类物质后 亚 抑制其他草本生长 草 土壤储蓄抑制发芽 火烧 原 灌木周围1~2m不毛之地 的 演 芳香性鼠尾灌木(Salvia lencophylla, 替 S. alpina,S. melifera)和
•寄生(parasitism):一种生物从另一种生 物体上获取营养并对寄主造成危害的现象 •拟寄生(parasitoid):寄生物从寄主体内 获取营养后缓慢杀死寄主
锁阳(Cynomorium Songaricum)寄生于柴达木 盆地白刺根部
•全寄生(holoparasitism): 寄生植物没有叶 绿素、营养全部来自寄主的生活方式 锁阳 菟丝子 列当 肉苁蓉等
捕食者和猎物的种群动态:
不同的捕食者—猎物的种群动态表现不同,因种 (地、环境)而异。 (1)致命性。如澳洲瓢虫对吹绵介壳虫的防治作用 (致命性的)。网捕凶猛鱼类,可使大马哈鱼数量增 加,鱼苗成活率提高了3倍,可使鱼产量增加。 (2)无关。捕打榛鸡天敌后,仅雏鸡的存活率提 高,对秋季种群密度没有明显影响(不显著相关)。 英国牛津大学附近的林姬鼠和欧鼠种群数量变化很 大(达20倍),它们的捕食者灰林鸮种群非常稳定。
通常寄生于麻栎属、白杨属、松属等,有害于宿。
(2) 共生
女贞—悬铃木
共生(symbiosis):两种生物间无害且有一定 依赖关系的生活方式
古 柏 与 万 年 青 共 生
苔 藓
• 偏利共生(commensalism,dependence): 偏利共生 对一方有利而对另一方无害的共生现象(附 生)
菟丝子(Cuscuta chinensis)寄生
菟 丝 子 危 害 马 铃 薯 菟 丝 子 寄 生 芝 麻 菟 丝 子 寄 生 龙 眼 菟 丝 子 缠 死 黄 芩
薇 甘 菊
菟丝 子寄 生薇 甘菊
列当属(Orobanche spp.)寄生有根草本
草 苁 蓉 、 独 根 草
向 日 葵 列 当
分 枝 列 当 寄 生 于 西 瓜 根 上
•生态位(niche):物种在生物群落或生态系统 ): 中的地位和角色
包括 空间生态位(spatial niche),营养生态位 (trophic niche),多维生态位(multidimensional niche)
生态位宽度(niche width/breadth):物种所 利用的各种资源总和的幅度 生态位空间(niche space):物种所占据的每 种环境资源所组成的空间范围
第三节 植物与动物的相互关系
1.动物对植物的依存 • 植物为动物提供良好的栖息和保护条件 • 植物为动物提供丰富的食物资源
2.动物的适应
拟态
拟态
拟态
Baidu Nhomakorabea
金斑蛱蝶仿有毒的金斑蝶
捕食作用 (Predation) 定义: 捕食就是一种生物取食另一种生物,前 者称为捕食者(Predator),后者称为猎 物或被食者(Prey)。 狭义的捕食指肉食动物捕食其它动物, 广义的捕食还包括食草动物的食草作用, 拟寄生(寄生蜂将卵产于其它动物卵中, 在幼虫体内生长),同类相食。
(3)竞争排斥原理的推理: • 在一个稳定的群落中,占据了相同生态 位的两个物种,其中一个种终究要灭亡 • 在一个稳定的群落中没有两个物种是直 接竞争者,从而保证了群落的稳定 • 群落是一个生态位分化了的系统,比单 一种群更能有效地利用环境资源
国际上生态学影响 力最高的期刊之一 根据生态位理论,如果 本地群落存在一种与入 侵物种具有相似特性的 物种,或者可利用生态 位饱和,这种入侵物种 将不可能入侵成功,这 对于退化植被恢复与入 侵植物的防治提供帮 助。
竞争结局
(a) α >K1/K2, β >K2/K1, 两种都可能取胜 (b) α >K1/K2 和 β <K2/K1, 物种2取胜 (c) α <K1/K2 和 β >K2/K1, 物种1取胜 (d) α <K1/K2 和 β <K2/K1, 两种共存
3.生态位理论 不同鸟类筑巢与觅食的位置
3.生态位理论
d>w: 种间竞争强度小。 w>d: 种间竞争强度大。 极限相似性:d/w ≈ 1 共存的竞争物种在资源生 态位分化的临界阈。
生态位越接近,重叠越多,种间竞争就越激 烈,将导致一物种灭亡或生态位分离。 竞争物种在资源利用或资源生态位分化上的 临界阈值称为相似性极限(limiting similarity)。 在图4-5中d 表示两物种在资源谱中的喜好位 置之间的距离,w 表示每一个物种在喜好位 置周围的变异度,May等(1974)的分析结果 表明,d/w =1可大致地作为相似性极限。
洛特卡-沃尔太勒(Lotka-Volterra)种间竞争 模型:
dN1 K1-N1-αN2 = r1N1( ) dt K1 dN2 K2-N2-βN1 = r2N2( ) dt K2
α是物种2的竞争系数,指物种2的每一个个体 对物种1种群的竞争抑制作用;β是物种1的竞 争系数,指物种1的每一个个体对物种2种群的 竞争抑制作用。
菌根、根瘤、地衣、反刍动物与细菌原生动 物、白蚁与鞭毛虫、叶蚁与真菌等
双翅目的蠓类,同翅目的角蝉类、木虱类、蚜 虫类、介壳虫类、鳞翅目的小灰蝶幼虫等以自己 的分泌物供蚂蚁食用。蚂蚁为它们提供保护
根瘤(如根瘤菌和豆科植物的共生)
菌根(真菌和高等植物的根共生)
构树接种从枝菌根真菌
菌根
•攀 援
一种植物借助于卷 曲的茎、须、吸盘等沿 另一植物的枝干向上攀 援,以获得更多的阳光 和生长空间 攀援植物 支柱植物
捕食者与猎物
模型: Lotka-Volterra捕食者-猎物模型假设:①一种捕食者与 一种猎物;②捕食者下降到某一阈值,猎物种群数量上升;而 猎物上升到某一阈值,捕食者种群数量增加;③没有捕食者猎 物种群指数增长(资源不受限时),没有猎物种群,捕食者种群 指数下降。
捕食者与猎物的关系
(1) 猎物是捕食者的食物资源; (2) 捕食者对猎物种群有调节作用。 美国亚利桑那州的黑尾鹿,捕食者为美洲狮和 狼。1905年以前黑尾鹿种群为4000头,1907- 1918年捕打捕食者,鹿种群上升到4万头,1925 年达到10万头,草场极度退化,1929年又降到4万 头,以后降到1万头。 19世纪末,挪威为保护雷鸟,捕猎猛禽和兽类, 高密度的雷鸟却引起了球虫病和其它疾病的广泛 传播,20世纪初,雷鸟一次又一次大量死亡。
•竞争与生态位分化
生态位宽度:
生态位宽度小,生态位重叠少,种间竞争弱 生态位宽度大,生态位重叠多,种间竞争强
相似性极限: 当d/w≈1时,稳定共存,即物种相似性极限 d/w>1 不稳定共存; d/w<1 不能共存
图4-5 三个共存物种的资源利用曲线(Begon,1986 ) d为曲线峰值间的距离,ω为曲线的标准差
食草动物对植物种群的作用也是复杂的。 如在乌克兰草原上,500公顷的原始针茅草 草原,禁止放牧后,针茅草繁茂,但因残体分 解慢,嫩枝发芽受阻,针茅草大量死亡,导致 杂草繁盛,使草原杂草丛生而废弃。 禾本科为主的草原,有蹄类采食、践踏和粪 尿的滋养等放牧活动,能调节种间关系,使牧 场植被保持一定的稳定性。但过度放牧也会破 坏草原。
例如,动物身体的攻击行为及领域的侵占。
6.竞争—资源利用型:指种群或个体之间的间接相互影响,这种影响是
通过减少资源的可利用贮量或资源利用的有效性而实现。通常存在植物之间
7.偏害作用:两个物种,由于一个物种的存在,可对另一物种起抑制作用,
而自身却无影响。异种抑制作用和抗生素作用都属此类。胡桃树——胡桃 醌——抑制其他植物生长,胡桃树下的土表层中是无其他植物的。
第五章 种内与种间关系
第一节 种内关系 第二节植物(动物)间的相互关系 种间 关系 第三节植物与动物的相互关系
生物种间的相互关系
1.偏利作用:偏利共生(附生),苔藓兰科植物 2.原始协作:两种动物(寄居蟹和海葵)同穴共栖,互不侵犯,和平共处。
双方互利,但双方离开后,都能各自生存。
3.互利共生:根瘤菌根等 4.中性作用:无直接联系,互不影响 5.竞争—直接干涉型:指某个种群或个体直接影响另一个种群或个体,
篙子(Artemisia califorica) 群落
北 美 草 原 撩 荒 地 演 替 的 四 个 阶 段
他感作用植物作为除草剂
草坪上的酥油草变种根 部释放的一种氨基酸, 对其他植物产生毒害, 能抑制周围其它植物的 生长,这可应用于培育 出更有效、更天然的除 草剂
《美国国家科学院院刊》
(2) 竞争
兰花、苔藓附生,藤壶在鲸鱼或螃蟹体上附生
附生在绞杀植物上的鸟巢蕨
黑节草 多年生附生草本
鸢魟
刺蝶鱼 美丽鲜艳的橘色刺蝶鱼陪伴鸢魟(hóng) 的左右,吸引刺蝶鱼的是鸢魟皮肤上的寄生 虫和海洋微生物 已发现有45种此类“清洁工”鱼种
三带双锯鱼与海葵共生
• 互利共生(mutualism):两种生物相互依赖 互为有利的共生现象
洛 石
攀援与绞杀现象
木质藤本植物的绞杀
木质藤本植物的绞杀
木质藤本植物的绞杀
近几十年来全球气候变 暖,CO2的升高,导致亚 马逊河流域热带雨林的 藤本植物在森林中优势 明显上升,对其他乔木 的绞杀越来越严重,对 森林物种多样性的不利 影响越来越突出。
2.间接关系 (1)他感作用
•他感作用(allelopathy):一种植物分泌的生化 物质释放到周围环境中对其他植物产生的影响
•他感作用的物质: 乙烯、香精油、酚及其衍生物、不饱 和内脂、生物碱、配糖体等
•他感作用的生态学意义 歇地现象: 歇地现象:作物连作影响长势、降低产 量的现象
•抑制作用:影响植物群落的种类组成
刺槐树皮挥发物抑制多种草本生长 稠李、丁香花的芳香物抑制临近植物伸长生长 果树加速临近花卉的凋谢 丁香与紫罗兰,菩提树与槐树、接骨木相互抑制 铃兰与水仙彼此枯萎、铃兰加速丁香枯萎 桃树、黑核桃抑制其它植物生长
生 态 位 模 式 图
•基础生态位与实际生态位
基础生态位(fundamental niche):某物种所栖息的 基础生态位 理论最大空间 实际生态位(realized niche):在群落中有竞争对手 实际生态位 存在时,某物种实际栖息的生态位空间
•基础生态位与实际生态位
•竞争与生态位分化
生态位分化: 种内竞争促使两物种生态位接近 种间竞争促使两物种生态位分离
8.寄生作用:拟寄生,全寄生,半寄生 9.捕食作用:肉食,草食 *攀援!
海葵行动迟缓,停 在寄居蟹的螺壳 上,一同活动,亲 密无间。 二者都能寻找到所 需食物。 遇到敌人时,寄居 蟹通过大螯抗敌, 海葵则从刺细胞内 喷出毒汁,共同对 敌。
第二节 植物(动物)间的相互关系
1.直接关系 (1)寄生 蚊 母 树
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