生态学李博版课件5.ppt

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1、NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY生态学李博版课件5 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TEC

2、HNOLOGY种间和种内的相互作用种间和种内的相互作用种内的相互作用的主要形式有竞争、自相残杀和利他等种内的相互作用的主要形式有竞争、自相残杀和利他等物物种种间间相相互互作作用用的的形形式式主主要要有有竞竞争争、捕捕食食、寄寄生生和和互互利利共共生生正相互作用：偏利共生、原始合作、互利共生正相互作用：偏利共生、原始合作、互利共生负相互作用：竞争、捕食、寄生、和偏害负相互作用：竞争、捕食、寄生、和偏害NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHN

3、OLOGY种间相互作用的基本类型种间相互作用的基本类型 得利；得利；表示受损；表示受损；0 0 无明显影响无明显影响NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY种内关系种内关系l密度效应密度效应l动植物的性行为动植物的性行为l他感作用他感作用NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TEC

4、HNOLOGY密度效应密度效应l在在一一定定时时间间内内，当当种种群群的的个个体体数数目目增增加加时时，就就必必定定会会出出现现邻接个体之间的邻接个体之间的相互影响相互影响，也称邻接效应。，也称邻接效应。l密度制约与非密度制约密度制约与非密度制约外源性和内源性作用因素外源性和内源性作用因素l密度效应的基本规律密度效应的基本规律最后产量衡值法则最后产量衡值法则-3/2-3/2自疏法则自疏法则NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY

5、NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY最后产量衡值法则最后产量衡值法则l在在一一定定范范围围内内，当当条条件件相相同同时时，不不管管一一个个种种群群的的密密度度如如何，最后产量差不多总是一样的何，最后产量差不多总是一样的lY Y单单位位面面积积产产量量，植植物物个个体体平平均均重重量量，d d为为密密度度，K Ki i常数常数l原原因因：一一定定环环境境下下的的资资源源承承载载力力是是一一定定的的；密密度度增增加加时时，竞争加

6、强，生长率下降，个体变小竞争加强，生长率下降，个体变小NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY-3/2-3/2自疏法则自疏法则l自疏现象：同一种植物因密度引起的个体死亡自疏现象：同一种植物因密度引起的个体死亡l自疏导致的密度和个体重量的关系：自疏导致的密度和个体重量的关系：l双对数曲线斜率为双对数曲线斜率为-3/2,-3/2,故称为故称为-3/2-3/2自疏法则。自疏法则。NANJING UNIVERSITY OF INFORM

7、ATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY黑黑麦麦草草的的自自疏疏现现象象NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY性别生态学性别生态学l内容：性别关系类型、动态及环境因素对性别的影响内容：性别关系类型、动态及环境因素对性别的影响植物的性别系统植物的性别系统动物的婚配制度动物的婚配制度NANJING UNIVERSITY

8、OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY两性细胞的结合与亲代投入两性细胞的结合与亲代投入亲代投入亲代投入无性繁殖和有性繁殖的利弊无性繁殖和有性繁殖的利弊无性生殖：迅速占领生境、保证遗传的稳定性无性生殖：迅速占领生境、保证遗传的稳定性有性生殖：产生不同基因型的后代、适应变化的环境有性生殖：产生不同基因型的后代、适应变化的环境红皇后效应：病原体红皇后效应：病原体-宿主的相互作用宿主的相互作用NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENC

9、E&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY植物的性别系统植物的性别系统l雌雄同花雌雄同花(两性花两性花)l同株异花同株异花(单性花单性花)l雌雄异株：原因环境因素和进化策略雌雄异株：原因环境因素和进化策略减少同系交配的机率，具异型杂交的优越性；减少同系交配的机率，具异型杂交的优越性；回避两性间竞争的对策；回避两性间竞争的对策；脊椎动物传粉造成的压力。脊椎动物传粉造成的压力。NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSIT

10、Y OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY动物的婚配制度动物的婚配制度婚婚配配制制度度是是指指种种群群内内婚婚配配的的各各种种类类型型，包包括括配配偶偶的的数数目目，配偶持续时间，以及对后代的抚育等。配偶持续时间，以及对后代的抚育等。婚配制度的类型婚配制度的类型单配制（单配制（monogamymonogamy）一雄多雌制一雄多雌制(polygamy)(polygamy)多配制多配制 一雌多雄一雌多雄(polyandry)(polyandry)美美国国生生态态学学家家Wilson Wilson 认认为为：高高等等动动物物最最常常见见的的婚婚配配制制度度是是一一雄雄多多

11、雌雌制制，而而一一雄雄一一雌雌的的单单配配偶偶制制则则是是由由原原始始的的一一雄雄多雌的多配偶制进化而来的。多雌的多配偶制进化而来的。NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY决定婚配制度类型的环境因素决定婚配制度类型的环境因素决决定定动动物物婚婚配配制制度度的的主主要要生生态态因因素素是是食食物物资资源源和和营营巢巢地地在在空空间间和和时时间间上上的的分分布布。如如果果资资源源丰丰富富且且分分布布均均匀匀，则则有有利利于于产产生

12、生一一雄雄一一雌雌的的单单配配偶偶制制，如如果果资资源源丰丰富富但但分分布布呈呈斑斑点点状，则容易形成多配偶制。状，则容易形成多配偶制。自自然然界界中中，资资源源丰丰富富与与不不丰丰富富，分分布布均均匀匀与与不不均均匀匀，均均可可视视为为一一个个连连续续的的变变化化。单单配配偶偶制制与与多多配配偶偶制制的的相相对对利利弊弊关关系系随随资资源源连连续续变变化化产产生生相相应应变变化化，当当利利弊弊相相平平衡衡时时，资资源源分分布布状状况况称称为为多多配配偶偶阈阈值值，超超过过此此值值，多多配配偶偶制制将将比比单单配配偶制更加有利。偶制更加有利。NANJING UNIVERSITY OF INFO

13、RMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY婚配制度的类型婚配制度的类型一一雄雄多多雌雌制制 是是最最常常见见的的一一种种婚婚配配制制度度。雄雄性性不不参参加加育育幼，但保护领域及其闺房。幼，但保护领域及其闺房。一一雌雌多多雄雄制制 是是很很稀稀见见的的一一种种动动物物婚婚配配制制度度，典典型型的的例例子子是是距距翅翅水水雉雉。与与一一雄雄多多雌雌制制相相反反，伏伏窝窝和和育育雏雏由由雄雄性性负负担担。雌雌性性个个体体大大于于雄雄性性，更更具具有有进进攻攻性性，可可协协助助雄雄鸟鸟保

14、保护护领域。领域。单单配配偶偶制制 是是比比较较少少见见的的一一种种婚婚配配制制度度，只只见见于于鸟鸟类类，尤尤其其是是晚晚成成鸟鸟，以以一一雄雄一一雌雌制制较较为为普普遍遍，原原因因是是因因为为其其幼幼雏的发育很不完全，需要双亲的共同抚育。雏的发育很不完全，需要双亲的共同抚育。NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY领域性领域性领领域域（territoryterritory）是是指指由由个个体体、家家庭庭或或其其它它社社群群单

15、单位位所所占占据的，并积极保卫不让同种其它成员侵入的空间。据的，并积极保卫不让同种其它成员侵入的空间。以威胁、直接进攻驱赶入侵者等，称为领域行为。以威胁、直接进攻驱赶入侵者等，称为领域行为。具具领领域域性性（territorialityterritoriality）的的种种类类在在脊脊椎椎动动物物中中最最多多，尤尤其是鸟兽。其是鸟兽。规律：规律：领域面积随其占有者的体重而扩大领域面积随其占有者的体重而扩大 领域面积受食物品质的影响领域面积受食物品质的影响 领域面积和行为往往随生活史，尤其是繁殖节律而变化领域面积和行为往往随生活史，尤其是繁殖节律而变化NANJING UNIVERSITY OF

16、INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY领域性领域性领域的主要特征有三点：领域的主要特征有三点：l领域是一个相对固定的区域，大小可调整；领域是一个相对固定的区域，大小可调整；l领域受积极保护；领域受积极保护；l领域的使用是排他性的。领域的使用是排他性的。领领域域使使动动物物可可以以得得到到充充足足的的食食物物，减减少少对对生生殖殖活活动动的的外外来来干扰，使安全更有保障。干扰，使安全更有保障。NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENC

17、E&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY社社会会等等级级（social social hierarchyhierarchy）是是指指动动物物种种群群中中各各个个动动物物的地位具有一定顺序的等级现象。的地位具有一定顺序的等级现象。等级形成的基础是支配行为，或称支配等级形成的基础是支配行为，或称支配-从属关系。从属关系。社社会会等等级级的的优优越越性性包包括括优优势势个个体体在在食食物物、栖栖所所、配配偶偶选选择择中中均均有有优优先先权权，这这样样保保证证了了种种内内强强者者首首先先获获得得交交配配和和产产生生

18、后后代代的的机机会会。从从物物种种种种群群整整体体而而言言，有有利利于于各各族族的的保保存存和和延续。延续。领领域域性性和和社社会会等等级级是是两两类类重重要要的的社社会会性性行行为为，与与种种群群调调节节有密切联系种群行为调节学说有密切联系种群行为调节学说 社会等级社会等级NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY他感作用他感作用他他感感作作用用：某某些些植植物物能能分分泌泌一一些些有有害害化化学学物物质质，阻阻止止别别种种植物

19、在其周围生长，这种现象称他感作用植物在其周围生长，这种现象称他感作用,或叫异株克生。或叫异株克生。他他感感作作用用例例子子：北北美美的的黑黑胡胡桃桃抑抑制制离离树树干干25m25m范范围围内内植植物物的的生生长长，其其根根抽抽提提物物含含有有化化学学苯苯醌醌，可可杀杀死死紫紫花花苜苜蓿蓿和和番番茄类植物。茄类植物。他感作用中植物的分泌物称做克生物质。他感作用中植物的分泌物称做克生物质。NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY他感

20、作用他感作用他感作用的生态学意义：他感作用的生态学意义：他感作用与歇地现象：对农林业生产和管理具有重要意义。他感作用与歇地现象：对农林业生产和管理具有重要意义。他他感感作作用用与与植植物物群群落落中中的的种种类类组组成成：对对植植物物群群落落的的种种类类组组成成有有重重要要影影响响，是是造造成成种种类类成成分分对对群群落落的的选选择择性性以以及及某某些些植物的出现引起另一类消退的主要原因之一。植物的出现引起另一类消退的主要原因之一。他他感感作作用用与与植植物物群群落落的的演演替替：是是引引起起植植物物群群落落演演替替的的重重要要内在因素之一。内在因素之一。NANJING UNIVERSITY

21、OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY种间竞争种间竞争概念概念l两两种种或或多多种种生生物物因因利利用用共共同同资资源源而而产产生生的的使使其其受受到到不不良影响的相互关系称为种间竞争良影响的相互关系称为种间竞争竞争结果竞争结果l一方获胜，另一方被抑制或消灭一方获胜，另一方被抑制或消灭竞争能力竞争能力生态习性生态习性生活型生活型生态幅度生态幅度NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING U

22、NIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY高高斯斯假假说说NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY高斯假说高斯假说(竞争排斥原理竞争排斥原理)l高高斯斯假假说说：这这就就是是当当两两个个物物种种利利用用同同一一种种资资源源和和空空间间时时产产生生的的种种间间竞竞争争现现象象。两两个个物物种种越越相相似似，它它们们的的生生态态位位重重叠叠就越多，竞争就越激烈。就越多，竞争就越激烈。l竞竞

23、争争排排斥斥原原理理：在在一一个个稳稳定定的的环环境境内内，两两个个以以上上受受资资源源限限制制的的、但但具具有有相相同同资资源源利利用用方方式式的的物物种种，不不能能长长期期共共存存在在一起，也即完全的竞争者不能共存。一起，也即完全的竞争者不能共存。NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY星杆藻(Asterionella)和针秆藻(Yynedra)NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENC

24、E&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY资资源源分分离离NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYLotka-VolterraLotka-Volterra模型模型假设两个物种，单独生长时增长曲线为逻辑斯蒂模型假设两个物种，单独生长时增长曲线为逻辑斯蒂模型假设两个物种，单独生长时增长曲线为逻辑斯蒂模型假设两个物种，单独生长时增长曲线为逻辑斯蒂模型

25、若若若若将将将将两两两两个个个个物物物物种种种种放放放放在在在在一一一一起起起起，他他他他们们们们发发发发生生生生竞竞竞竞争争争争，从从从从而而而而影影影影响响响响其其其其他他他他种种种种群增长。群增长。群增长。群增长。假假假假设设设设表表表表示示示示在在在在物物物物种种种种1 1 1 1的的的的环环环环境境境境中中中中，每每每每存存存存在在在在一一一一个个个个物物物物种种种种2 2 2 2的的的的个个个个体体体体，对对对对于于于于物物物物种种种种1 1 1 1的的的的效效效效应应应应。表表表表示示示示在在在在物物物物种种种种2 2 2 2的的的的环环环环境境境境中中中中，每每每每存存存存在在

26、在在一一一一个个个个物种物种物种物种1 1 1 1的个体，对于物种的个体，对于物种的个体，对于物种的个体，对于物种2 2 2 2的效应，则有的效应，则有的效应，则有的效应，则有逻辑斯蒂方程逻辑斯蒂方程逻辑斯蒂方程逻辑斯蒂方程：NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY两物种种群的平衡线两物种种群的平衡线dN1/dt=0dN1/dt0dN2/dt0N1N2N2N1K1/K2/K2K1NANJING UNIVERSITY OF INF

27、ORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYN1N1取胜取胜,N2,N2灭亡灭亡KKKK2 2 2 2/K/K/K/K1 1 1 1N N N N2 2 2 2超超超超过过过过环环环环境境境境容容容容纳纳纳纳量量量量而而而而停停停停止止止止增增增增长长长长,N,N,N,N1 1 1 1继继继继续续续续增长增长增长增长N1N1N1N1取胜取胜取胜取胜,N2,N2,N2,N2被排挤掉被排挤掉被排挤掉被排挤掉K1/K1K2/K2N1N2NANJING UNIVERSITY OF INFO

28、RMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYN N1 1灭亡灭亡,N,N2 2取胜取胜KKKK1 1 1 1/K/K/K/K2 2 2 2，KKKKKKK1 1 1 1/K/K/K/K2 2 2 2，KKKK2 2 2 2/K/K/K/K1 1 1 1N N N N1 1 1 1继继继继续续续续增增增增长长长长,N,N,N,N2 2 2 2也也也也继继继继续增长续增长续增长续增长N N N N2 2 2 2和和和和N N N N1 1 1 1出出出出现现现现不不不不稳稳稳稳定定定定的

29、的的的平衡点平衡点平衡点平衡点K1/K1K2/K2N1N2NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY稳定的共存稳定的共存K K K K1 1 1 1/K/K/K/K2 2 2 2，KKKK2 2 2 2/K/K/K/K1 1 1 1 N N N N1 1 1 1超超超超过过过过环环环环境境境境容容容容纳纳纳纳量量量量而而而而停停停停止止止止增增增增长长长长,N,N,N,N2 2 2 2也也也也超超超超过过过过环境容纳量而增长环境容

30、纳量而增长环境容纳量而增长环境容纳量而增长N N N N2 2 2 2和和和和N N N N1 1 1 1出出出出现现现现稳稳稳稳定定定定的的的的平平平平衡点衡点衡点衡点K1/K1K2/K2N1N2NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY植物的竞争模型植物的竞争模型输输入入率率=物物种种甲甲（N1N1）播播种种的的种种子子数数/物物种种乙乙（N2N2）播种的种子数）播种的种子数输输出出率率=收收获获时时物物种种甲甲种种子子数数/

31、收收获获时时物物种种乙乙种子数种子数输输出出率率输入率输入率NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY植物竞争中四种可能的结果植物竞争中四种可能的结果输输出出率率输输出出率率输输出出率率输输出出率率输入率输入率输入率输入率输入率输入率a N1a N1取胜；取胜；b N2b N2取胜；取胜；c c 稳定平衡；稳定平衡；d d 不稳定平衡不稳定平衡输入率输入率bacdNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION

32、SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY生态位理论生态位理论生态位生态位(niche)(niche)l在在自自然然生生态态系系统统中中一一个个种种群群在在时时间间、空空间间上上的的位位置置及及其其在相关种群之间的功能关系在相关种群之间的功能关系基础生态位和实际生态位基础生态位和实际生态位l基础生态位：物种能栖息的、理论上最大的空间基础生态位：物种能栖息的、理论上最大的空间l实际生态位：物种实际占有的空间实际生态位：物种实际占有的空间NANJING UNIVERSITY OF INFORMATIO

33、N SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY多多维维生生态态位位空空间间：影影响响有有机机体体的的环环境境变变量量作作为为一一系系列列维维，多多维维变变量量便便是是n-n-维维空空间间，称称多多维维生生态态位位空空间间，或或n-n-维维超超体体积生态位。积生态位。生态位生态位温度温度温度温度温度温度猎猎物物大大小小猎猎物物大大小小取食高度取食高度NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF IN

34、FORMATION SICENCE&TECHNOLOGY生态位理论生态位理论生态位概念中的重要观点生态位概念中的重要观点l与生境含义不同与生境含义不同l基基础础生生态态位位与与实实际际生生态态位位：通通过过强强调调种种间间竞竞争争对对物物种种适适合度的影响，表明基础生态位一部分会由于竞争而失去合度的影响，表明基础生态位一部分会由于竞争而失去l物物种种生生态态位位将将被被生生境境所所限限制制，生生境境会会使使生生态态位位的的部部分分内内含失缺含失缺生态位与生境和分布区的概念不同生态位与生境和分布区的概念不同物物种种的的生生态态位位不不仅仅决决定定于于它它们们在在哪哪里里生生活活，还还决决定定于于

35、它它们们如如何生活以及如何受到其它生物的约束。何生活以及如何受到其它生物的约束。NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY生态位理论生态位理论生态位的重叠与分化生态位的重叠与分化资源利用曲线资源利用曲线种种内内竞竞争争促促使使两两物物种种的的生生态态位位接接近近或或重重叠叠，生生态态位位重重叠叠导致种间竞争加剧，导致物种灭亡或导致种间竞争加剧，导致物种灭亡或生态位分离生态位分离NANJING UNIVERSITY OF INFOR

36、MATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY资源利用曲线与生态位分化资源利用曲线与生态位分化三个共存物种的资源利用曲线。三个共存物种的资源利用曲线。(a)(a)图生态位狭，相互重叠少；图生态位狭，相互重叠少；(b)(b)图图生态位宽，相互重叠多。生态位宽，相互重叠多。d d 为曲线峰值间的距离，为曲线峰值间的距离，w w为曲线的标准差为曲线的标准差 NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSIT

37、Y OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY生态位不重叠生态位不重叠NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY生态位理论生态位理论自然生物群落中的竞争排斥原理及生态位自然生物群落中的竞争排斥原理及生态

38、位一一个个稳稳定定的的群群落落中中占占据据相相同同生生态态位位的的两两个个物物种种，其其中中一一个种终究要灭亡；个种终究要灭亡；一一个个稳稳定定群群落落中中由由于于各各种种群群具具有有各各自自的的生生态态位位，种种群群间间能避免直接的竞争，从而保证了群落的稳定；能避免直接的竞争，从而保证了群落的稳定；一一个个相相互互起起作作用用的的、生生态态位位分分化化的的种种群群系系统统，各各种种群群在在它它们们对对群群落落的的时时间间、空空间间和和资资源源的的利利用用方方面面，以以及及相相互互作作用用的的可可能能类类型型方方面面，都都趋趋向向于于相相互互补补充充而而不不是是直直接接竞竞争争。因因此此，由由

39、多多个个种种群群组组成成的的生生物物群群落落，要要比比单单一一种种群群的的群群落落更更能能有有效效地地利利用用环环境境资资源源，维维持持长长期期较较高高的的生生产产力、具有更大的稳定性。力、具有更大的稳定性。NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY捕食的相关概念捕食的相关概念捕捕食食 (predation)(predation)：生生物物摄摄取取其其他他生生物物个个体体（猎猎物物）的的全全部部或部分为食的现象或部分为食的现象广义

40、的捕食概念：广义的捕食概念：l典型的捕食典型的捕食l食草作用食草作用l寄生和拟寄生寄生和拟寄生l同类相食同类相食食肉动物、食草动物和杂食动物食肉动物、食草动物和杂食动物NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY捕食者和猎物的协同进化捕食者和猎物的协同进化捕捕食食者者适适于于捕捕食食的的特特征征：锐锐齿齿、利利爪爪、尖尖喙喙、毒毒牙牙等等工工具具，诱饵追击、集体围猎诱饵追击、集体围猎猎猎物物逃逃避避捕捕食食的的对对策策：保保护护色色

41、、警警戒戒色色、拟拟态态、假假死死、集集体抵御体抵御NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY捕食者和猎物NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY.NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING

42、 UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY保护色NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY警戒色NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE

43、&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY捕食者与被捕食者的数量关系捕食者与被捕食者的数量关系雪雪免免与与其其捕捕食食者者猞猞猁猁的的数数量变动关系量变动关系NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY捕食者和被捕食者的数量关系捕食者和被捕食者的数量关系NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOL

44、OGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY自然界捕食者对猎物种群数量的影响自然界捕食者对猎物种群数量的影响两种主要观点两种主要观点l任任一一捕捕食食者者的的作作用用，只只占占猎猎物物种种群群死死亡亡率率的的一一小小部部分分，捕食者仅对猎物种群有微弱影响。捕食者仅对猎物种群有微弱影响。l捕捕食食者者只只是是利利用用了了猎猎物物种种群群中中超超出出环环境境容容量量的的部部分分个个体，对猎物种群大小没有影响。体，对猎物种群大小没有影响。捕食者对猎物数量有明显影响的证据捕食者对猎物数量有明显影响的证据热带岛屿引入捕食者后猎物种群的灭绝

45、热带岛屿引入捕食者后猎物种群的灭绝原因：无反捕食对策原因：无反捕食对策NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY食草作用食草作用食草对植物的危害和植物的补偿作用食草对植物的危害和植物的补偿作用l危害：随受损部位、发育阶段的不同而异危害：随受损部位、发育阶段的不同而异l补补偿偿：自自然然落落叶叶减减少少、单单位位光光合合面面积积提提高高、增增加加种种子子重量重量植物的防卫反应植物的防卫反应毒性与差的味道；毒性与差的味道；防御结构防御

46、结构：钩、倒钩、刺：钩、倒钩、刺NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY植物的防卫措施植物的防卫措施NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY食草作用食草作用植物与食草动物的相互动态植物与食草动物的相互动态l放牧系统：植物放牧系统：植物-食草动物相互作用系统食草动物

47、相互作用系统l牧牧场场依依靠靠放放牧牧维维持持较较高高的的生生产产力力；过过度度放放牧牧引引起起草草场场退化退化植物和草食动物的协同进化植物和草食动物的协同进化协协同同进进化化是是指指在在进进化化过过程程中中，一一个个物物种种的的性性状状作作为为另另一一物物种种性性状状的的反反应应而而进进化化，而而后后一一物物种种的的性性状状本本身身又又作为前一物种性状的反应而进化的现象作为前一物种性状的反应而进化的现象NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TE

48、CHNOLOGY寄生的相关概念寄生的相关概念l寄寄生生的的概概念念：一一个个种种（寄寄生生者者）居居于于另另一一个个种种（寄寄主主）的体内或体表、从而摄取寄主养分以维持生活的现象的体内或体表、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体外寄生与体内寄生全寄生与半寄生全寄生与半寄生l寄生者与寄主的关系寄生者与寄主的关系抑制与加速抑制与加速NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGY寄生物与寄主的相互适应与协同进化寄生物与寄主的

49、相互适应与协同进化寄生物对寄生生活的适应寄生物对寄生生活的适应l感官和神经系统退化、吸取营养的结构发达感官和神经系统退化、吸取营养的结构发达l专性固定器官专性固定器官l超强的繁殖能力超强的繁殖能力寄主对疾病的反应寄主对疾病的反应l免疫反应：细胞免疫反应和体液免疫反应免疫反应：细胞免疫反应和体液免疫反应l行为对策：整理毛、羽，逃离病区行为对策：整理毛、羽，逃离病区l植植物物和和低低等等动动物物的的反反应应：非非特特异异性性免免疫疫、局局部部细细胞胞死死亡亡、提前落叶提前落叶NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYNANJING UN

50、IVERSITY OF INFORMATION SICENCE&TECHNOLOGYMyxomaMyxoma和欧洲兔和欧洲兔欧欧洲洲兔兔于于18591859年年引引进进澳澳洲洲，随随后后即即快快速速扩扩散散，过过度度啃啃食，显著影响当地食草动物的草源食，显著影响当地食草动物的草源澳洲于澳洲于19501950年使用年使用MyxomaMyxoma病毒来控制澳洲兔种群病毒来控制澳洲兔种群开开始始使使用用，MyxomaMyxoma病病毒毒的的毒毒性性极极强强，数数天天內內即即可可杀杀死死宿主宿主但是经过数年后，但是经过数年后，MyxomaMyxoma病毒的毒性显著的下降病毒的毒性显著的下降NANJIN