环境生态学第四讲

1、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 关系特点 竞争(- -) 彼此互相抑制 捕食(+ -) 种群a杀死或吃掉种群b一些个体 寄生寄生(+ -) 种群a寄生于种群b,并有害于后者 中性中性(0 0) 彼此互不影响 共生共生(+ +) 彼此互相有利,专性 互惠互惠(+ +) 彼此互相有利,兼性 偏利偏利(+ 0) 对a种群有利,对种群b无利害 偏害偏害(- 0) 对a种群有害,对种群b无利害二、种群间的偏利、互利合作和共生关系（一）偏利作用（一）偏利作用(commensalism)(commensalism)又称单惠共生，两种生物，一方得又称单惠共

2、生，两种生物，一方得利，对另一方无害。利，对另一方无害。 例子：林间的一些动物和鸟例子：林间的一些动物和鸟类，以树木作为掩蔽或筑巢用，对类，以树木作为掩蔽或筑巢用，对树木不造成伤害。树木不造成伤害。 附生植物与被附生植物：苔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，获取更助于被附生植物支撑自己，获取更多的光照和空间资源。多的光照和空间资源。（二）互利（原始）合作（二）互利（原始）合作(protocooperation)p两种生物在一起，彼此各有所得，但二者之间不存在依赖

3、关系。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。p互利合作是互利合作是兼性互利共生兼性互利共生，共生者可能不互相依赖着共存，仅，共生者可能不互相依赖着共存，仅是机会性互利共生。是机会性互利共生。例：蟹与腔肠动物的合作。例：蟹与腔肠动物的合作。 农业上的间种、混种和混养农业上的间种、混种和混养四大家鱼的混养。四大家鱼的混养。 稻田养鱼。稻田养鱼。 农区养蜂。农区养蜂。（三）互利共生（三）互利共生（mutualism)种间彼此依赖，生活在一起互相受益，能直接进行物质种间彼此依赖，生活在一起互相受益，能直接进行物质交流。交流。 例：例：固固n n细菌与细菌与豆科植物根系共生形成根瘤。豆

4、科植物根系共生形成根瘤。 真菌和高等植物根系共生形成菌根。真菌和高等植物根系共生形成菌根。 真菌与藻类共生形成地衣。真菌与藻类共生形成地衣。 动物与微生物：如动物与微生物：如反刍动物（鹿和牛）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。拥有多室胃，在其中发生细菌和原生动物的发酵作用。 三种类型的地衣（壳状、叶状和枝状三种类型的地衣（壳状、叶状和枝状)动物组织或细胞内动物组织或细胞内的互利共生：的互利共生：白蚁白蚁根瘤菌与豆科植物根瘤菌与豆科植物（一）种间竞争（一）种间竞争( (interspecificinterspecific competioncompetion) )

5、: 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.兔子绵羊吃草三、种群间的偏害、竞争和捕食关系三、种群间的偏害、竞争和捕食关系（一）种间竞争（一）种间竞争对照区移走啮齿动物移走蚂蚁蚂蚁群体318543啮齿动物122144brown davidson(1977)研究了arizona沙漠中蚂蚁和啮齿动物在种子利用上

6、的竞争关系大草履虫和双小核草履虫间的竞争大草履虫和双小核草履虫间的竞争g.f.gauseg.f.gause（19341934）用实验方法观察两个物种之间的竞争现）用实验方法观察两个物种之间的竞争现象。象。出现了栖息空间和食性的分离出现了栖息空间和食性的分离高斯假说高斯假说（gause hypothesis)n竞争排斥原理竞争排斥原理(competition exclusion principle)：生态位相同的两个物种不可能在同生境内生态位相同的两个物种不可能在同生境内长期共存。长期共存。生态位生态位（niche)three dimensions of the niche生态位生态位（nich

7、e)n基础生态位基础生态位(fundamental niche)：生态群：生态群落中能够为某一物种所栖息的、理论上的最落中能够为某一物种所栖息的、理论上的最大空间。大空间。n实际生态位实际生态位(realized niche)：由于竞争的：由于竞争的存在，物种实际占据的生态位。存在，物种实际占据的生态位。niches: fundamental and realized生态位生态位（niche)n生物完成其正常生活周期所表现出的对特定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。生态因子的综合适应位置。n用某一生物的每个生态因子为一维（用某一生物的每个生态因子为一维（xi），），

8、以生物对所有生态因子的综合适应性（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为指标构成的超几何空间表示了该生物的生态位。态位。n生态位是各种环境因子组成的超几何空间。生态位是各种环境因子组成的超几何空间。 空间生态位空间生态位 营养生态位营养生态位 功能生态位功能生态位 时间生态位时间生态位 超体积生态位超体积生态位 间作套种 立体种养殖 生态系统结构和功能设计 基础生态位基础生态位 现实生态位现实生态位 生态位重叠生态位重叠 生态位分化生态位分化fig. the process of character displacement(a) individuals

9、 of one species that use resources in regions that do not overlap with the other species have a selective advantage.关于生态位的几个重要观点关于生态位的几个重要观点n一个物种的现实生态位通常要小于基础生态位。n种间竞争可促使两物种的生态位分离。n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衰减或灭亡。n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种群间能避免直接的竞争，从而又保证了群落的稳定。两个物种间形成协调的平衡状态

10、，实现生两个物种间形成协调的平衡状态，实现生态位的分化。态位的分化。一个种群被另一个种群消灭掉。一个种群被另一个种群消灭掉。一个种群被赶跑到另一空间，利用另一种一个种群被赶跑到另一空间，利用另一种食物。食物。需指出的是：两个物种竞争的结果或竞争的需指出的是：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。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。生态位越接近，则竞争越激烈。竞争的结果：竞争的结果：1.g.f.gause(1934)1.g.f.gause(1934)2.park(1954)2.park(1954)两种拟谷盗在两种拟谷盗在6 6种不同环境条件

11、下的竞争结果种不同环境条件下的竞争结果3.werner3.werner和和hall(1976)hall(1976)太阳鱼对食物资源的利用差异太阳鱼对食物资源的利用差异潮湿环境下潮湿环境下,竞争竞争得胜的机会较多。得胜的机会较多。低温条件下，低温条件下，得胜机会较多得胜机会较多。 实验条件下的种群竞争实验条件下的种群竞争1.g.f.gause(1934)1.g.f.gause(1934)2.park(1954)2.park(1954)3.werner3.werner和和hall(1976)hall(1976)玻璃管增加了另一个生态位，使两种甲虫实现了共存。两种鱼单独饲养两种鱼单独饲养时对食物的利

12、用时对食物的利用几乎是相同的。几乎是相同的。在自然条件下的种群竞争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 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）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

13、 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.（三）寄生（三）寄生(parasitism)定义：是一个种（寄生者）寄居于另一个种（寄主）的定义：是一个种（寄生者）寄居于另一个种（寄主）的体内或体表，体内或体表， 从而摄取寄主养分以维持生活的现象。从而摄取寄主养分以维持生活的现象。 体外寄生体外寄生体内寄生体内寄生 例子例子菟丝子寄生在植物上菟丝子寄生在植物上蛔虫寄生在动物上蛔虫寄生在动物上赤眼蜂寄生在棉铃虫上赤眼蜂寄生在棉铃虫上大豆菟

14、丝子大豆菟丝子 sars病毒血吸虫病患者 寄生者寄生者主要有病毒、立克次氏体、细菌、真菌、寄生性动主要有病毒、立克次氏体、细菌、真菌、寄生性动物和少量的种子植物。物和少量的种子植物。多数寄生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。具有专一性，这类寄生植物为专性寄生植物。一般说来，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。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（拟寄生（parasitoi

15、ds）是指昆是指昆虫寄生昆虫的现象。寄生昆虫虫寄生昆虫的现象。寄生昆虫常把卵产在其他昆虫（寄主）常把卵产在其他昆虫（寄主）体内，待卵孵化成幼虫后便以体内，待卵孵化成幼虫后便以寄主的组织为食，直至寄主死寄主的组织为食，直至寄主死亡。亡。( (一一) ) 种间竞争的协同进化种间竞争的协同进化雀科鸣鸟雀科鸣鸟13个不同品种的的鸟嘴差异性个不同品种的的鸟嘴差异性树莺在针叶树上觅食树莺在针叶树上觅食大型食草动物与植物的协同进化大型食草动物与植物的协同进化n捕食者与猎物相互适应是长期协同进化的结果。捕食者与猎物相互适应是长期协同进化的结果。n捕食者通常具锐利的爪，撕裂用的牙、毒腺捕食者通常具锐利的爪，撕裂

16、用的牙、毒腺或其它或其它“武器武器”，以提高捕食效率；，以提高捕食效率；n相反，猎物常具保护色、警戒色、假死、拟态相反，猎物常具保护色、警戒色、假死、拟态等适等适应特征，以逃避被捕食。应特征，以逃避被捕食。( (二二) ) 捕食者捕食者猎物的协同进化猎物的协同进化捕食者和猎物鹰抓小鸟鹰抓小鸟雷鸟的保护色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）蝶类的幼虫和成虫（示警戒色）拟态拟态蝴蝶的拟态蝴蝶的拟态象鼻虫的拟态象鼻虫的拟态n在协同进化过程中，有害的在协同进化过程中，有害的“负作用负作用”倾倾向于减弱，向于减弱，“精明的精明的”捕食者不会对猎物捕食者不会对猎物过捕。实际上，捕食者捕到的猎物多为领过捕。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、无家域外的、受伤的、有病的、年老的、无家可归的可归的“游荡者游荡者”，使猎物种群有更高的，使猎物种群有更高的素质。素质。植物的防卫措施( (三三) ) 寄生物与宿主的协同进化寄生物与宿主的协同进化 myxoma(粘瘤病毒粘瘤病毒 ) 和和 欧欧洲兔洲兔 欧欧洲兔洲兔于于1859年引年引进澳洲进澳洲，随后随后即快速即快速扩散扩散，过度过度啃食，啃食，显著影响当显著影响当地食草地食草动物动物的草源的草