第三四节-种群关系

第一节生命系统的层次第二节生物种群的特征及动态第三节种群关系第四节生物群落第五节群落组成与结构的影响因素第六节生物群落的演替第三章生物圈中的生命系统第三节种群关系种内关系存在于各个生物种群内部的个体与个体之间的关系集群种内竞争种间关系生活于同一生境中的所有不同物种之间的关系种间竞争捕食寄生与共生1、集群同一种生物的不同个体，为保证种群的生存和正常繁殖，在一定时期内生活在一起的现象。根据群体持续时间的长短，分为临时性集群和永久性集群，永久性集群存在于具有分工协作等社会性特征的集群动物。社会动物包括昆虫（蚂蚁、蜜蜂）和高等动物（人类、灵长类）。一、种内关系集群产生的原因对栖息地的食物、光照、温度、水等生态因子的共同需要：蜗牛成群。对昼夜天气或季节气候的共同反应：迁徙、冬眠。繁殖的结果：亲代对某环境的共同反应，后代形成群体。被动运送的结果：强风、急流把蚊子、植物种子、小鱼运送到某一地点，形成群体。由于个体之间社会吸引力相互吸引的结果。同一种动物在一起生活所产生的有利作用，称为集群效应。集群的生态学意义：（1）集群有利于提高捕食效率（2）集群可以共同防御敌害（3）集群有利于改变小生境（4）集群有利于某些动物种类提高学习效率（5）集群能够促进繁殖随着群体个体的增加，密度过高时，由于食物和空间等资源缺乏，排泄物的毒害以及心理和生理反应，对群体带来不利影响，导致死亡率上升，抑制种群的增长率，产生拥挤效应。种群密度与存活率的关系，称为阿利规律。2、种内竞争生物为了利用有限的共同资源，相互之间所产生的不利或有害的影响，称为竞争。资源利用性竞争

生物之间没有直接的行为干涉，双方各自消耗利用共同资源，间接影响竞争对方的存活、生长和生殖，也称为间接竞争。相互干涉性竞争直接竞争中，竞争者相互之间直接发生作用。竞争分为种内竞争和种间竞争。竞争效应的不对称性，竞争者各方受竞争影响所产生的不等同后果。种内竞争导致物种分化、物种形成。二、种间关系1、种间竞争（1）高斯假说

G.F.Gause(1934)的研究表明，在共同生存的种中必然存在某种生态学差别，竞争的结果是生态位接近的两个种不能在相同的生态位内永久共存。

将Gause假说应用到植物群落的结论：⑴两个种在同一个稳定的群落中占据了相同的生态位，其中一个物种终究将被消灭；⑵在一个稳定的群落中，不可能有任何两个种是直接竞争者；⑶群落是一个相互起作用的，生态位分化的种群系统，这些种群在它们对群落的空间、时间、资源的利用方面，都是趋于互相补充，而不是直接竞争。（2）种间竞争模型（Lotka-Volterra方程）物种1、2竞争可能结果：α>K1/K2或β>K2/K1，两个物种都可能获胜；α>K1/K2或β<K2/K1，物种1被排斥，物种2取胜；α<K1/K2或β>K2/K1，物种2被排斥，物种1取胜；α<K1/K2或β<K2/K1，两个物种共存，达到某种平衡。大麦与燕麦的竞争试验在样方中以大麦和燕麦不同比例进行播种，在生长季末计算大麦/燕麦的输入比率和输出比率（表3-2）。无论输入比率如何，输出比率总比输入比率大，故大麦是竞争的胜利者。若干代连续试验，将输出比率对输入比率作图，竞争结果如下图。（3）生态位理论生态位是指每个物种在群落中的空间和时间位置及其功能关系。生态位就是群落内一个种与其他种相关的位置，它是用于概括说明某物种究竟是怎样生活在生态环境之中的。⒈生态位的概念Whittaker(1975)认为，在同一个稳定的群落内，两个物种不会占据同一个生态位，并在同一个时间内利用着同样的资源，生活在一起的种必须有各自的生态位。一个群落中种间生态位的多样化，是由于直接竞争的种之间，对资源利用或生态环境的某些因素的充分利用各自选择有利的条件，回避不利条件的长期斗争中发展起来的。因此，作为一个多种或多层的群落来说，是分化了的生态位的多种系统，它比之单种群落更有效地利用环境资源，维持长期较高的生产力。这种现象可从天然混交林中看到，也可以从人工纯林套种栽培中得到证实。在植物群落中，生物种群间的相对稳定性，很大程度上取决于种类的多样性。这是因为这些种处于不同生态位的特征上，它们之间起着相互作用，彼此以各种形式去限制、利用和稳定种群。一个群落内的植物中间，生长型和生活型以及生物学生态学特性的差异，就是这些植物的生态位分化的可见标志。关于生态位的概念，由于各个学者研究的目的和环境不同，因而对生态位的理解也不同，但大致可分为三类：格林尼尔(Grinnell,1917)的“生境生态位”。认为生态位定义为物种的最小分布单元，其中的结构和条件能够维持物种的生存。埃尔顿(Elton,1927)的“功能生态位”，认为生态位应是有机体在生物群落中的功能作用和位置，特别强调与其他物种的营养关系，这种生态位实际上就是营养生态位。哈奇森(Hutchinson,1957）认为在生物群落中，若无任何竞争者和捕食者存在时，该物种所占据的全部空间的最大值，称为该物种的基础生态位，实际上很少有一物种能全部占据基础生态位。当有竞争时，必然使该物种只占据基础生态位的一部分。这一部分实有的生态位空间，称之为实际生态位。竞争种类越多，使某物种占有的实际生态位可能越来越小。2.生态位重叠和竞争生态位重叠是指生态位之间的重叠现象，这是生态位理论的另一个中心问题，它涉及资源分享的数量，关系到两个种的生态学特性可以相似到多大程度仍然允许共同生活，或相互竞争的物种究竟有多么相似还能稳定地共同生活在一起。一般情况下，竞争种的数目增加时，最大容许生态位重叠会降低。生态位重叠是引起利用性竞争（间接竞争）的一个条件，但在资源供应充足的情况下，重叠并不一定导致竞争。在有限资源的利用中没有重叠，形成干扰竞争（直接竞争）的可能性变小。没有竞争可能导致资源利用的完全不重叠，也就说不连接的生态位。事实上，在生态位重叠和竞争之间经常可能是一种相反的关系，广泛的重叠实际上可能与减低的竞争有关。当有竞争者存在时，常常会使另一个种的实际生态位缩小，竞争的种类越多，就可能使该种占有的实际生态位越来越小。2、捕食捕食是一种生物被另一种吃掉的作用。捕食对猎物种群的数量和质量的调节具有重要的生态学意义。1905年，美国亚利桑那州鹿群的演替过程。在自然界中，经常存在多种捕食者和多种猎物交叉发生联系的现象。3、寄生与共生（1）寄生一个物种寄居在另一个物种的体内或体表，从而摄取寄主养分以维持生活的现象。

体外寄生与体内寄生寄生对寄主生长有抑制，可加速寄生物种的生长作用。（2）共生1）偏利共生：共生中对一方有利2）互利共生：共生中对两物种都有利三、玛他种群由于受人类活动影响，生物资源尤其是生物多样性受到了严重威胁。许多生物在灭绝过程中栖息地首先被破坏，连续分布得种群裂成斑块状种群，逐个斑块种群灭绝。斑块也存在由于外来个体得迁入，使之恢复得现象。这种现象被称之为玛他种群。1、玛他种群理论玛他种群是由一组空间隔离、相互有联系得局部种群组成。一个玛他种群要长期生存，组成的各局部种群之间的迁入率必须大于各自的灭绝率。玛他种群越大（组成的局部种群越多），种群的生存时间越长。玛他种群的稳定性由局部种群之间的迁移率来维持，局部种群迁移率越高，玛他种群的动态稳定性越强。⑤栖息环境的多样性会导致遗传结构的不同，有利于种群生存力提高。⑥局部种群之间的距离、动物的扩散能力对玛他种群的维持有重要作用，因为这影响种群之间的扩散率。⑦有一个大种群和许多小种群组成的玛他种群，对物种的保护十分有利。灭绝和重建平衡模型

dp/dt=mp(1-p)-ep最简单的模型是Levins的单个种群模型，假设一个玛他种群是由许多斑块所组成，p代表局部种群占领的斑块比例，e表示一个斑块中种群的灭绝率，m表示未被局部种群占领斑块的重建率。如果m≧e，玛他种群可以稳定的生存，如果m<e，玛他种群逐步灭绝。描述玛他种群的模型单一物种模型

模拟组成玛他种群的局部种群动态。模型把相互间有个体前一的局部种群综合为一个种群来模拟，产生种群长期生存所需要的数量阈值。如果个体数量足够大，那么这个物种会长期生存；如果种群数量小于阈值，种群最终灭绝。即使没有种群间的迁移，两个数量较少的种群生存时间也要比同数量的一个大种群长。2、玛他种群理论在保护生物学中的应用要保证一个玛他种群的长期生存，需要维持几个不同的局部种群，并保持种群之间适当的迁移率。需要解决保持多个局部种群、每个局部种群的大小、种群间的距离，才能保持一定迁移率20世纪70年代，珍稀动植物保护中，最小存活种群概念的提出。80年代，濒危生物的栖息地大多隔离，之所以能生存，在于不同局部种群间的个体交流。第四节生物群落1、生物群落的概念

在特定空间或特定生境下，具有一定的生物种类组成和空间结构、各种生物之间以及生物与环境之间彼此影响、相互作用，具有一定外貌及结构，包括形态结构与营养结构，并具有特定功能的生物集合体。生物群落基本特征具有一定物种组成具有一定外貌特征和内部结构形成群落环境不同物种之间的相互影响具有一定的动态特征具有一定的分布范围群落的边界特征

每个生物群落都是由一定的动植物种群组成的。因此，种类组成是区别不同群落首要特征。一个群落中种类成分的多少及每种个体的数量，是度量群落多样性的基础。物种组成由于组成物种和种群的差异，不同生物群落的外表形态存在显著差异。群落外貌

生物群落是生态系统的一个结构单元，它本身除具有一定的种类组成外，还具有一系列结构特点。例如，生活型组成、种的分布格局、成层性、季相、捕食者和被食者的关系等。群落结构

特定类型的生物群落在一定的环境条件下才能形成，且对其居住环境产生重大影响，并形成群落环境。形成了群落环境

群落中的物种有规律的共处，即在有序状态下共存，不是一些种的任意组合。主要表现在物质循环、能量流动和信息传递方面。1.群落的形成过程经过生物对环境适应过程；2.生物种群之间的相互适应、相互竞争，形成具有一定外貌、种类组成、结构的集合体。不同物种之间相互影响任一生物群落分布在特定地段或特定生境上，不同群落的生境和分布范围不同。群落的分布群落的动态变化

生物群落是生态系统中具生命的部分，生命的特征是不停地运动，群落也是如此。其运