環(huán)境生態(tài)學第四講課件

第四節(jié)種間的相互用一、種群相互關系的類型

兩種群間可能存在的各種相互關系

關系類型關系特點

競爭(--)彼此互相抑制

捕食(+-)種群A殺死或吃掉種群B一些個體

寄生(+-)種群A寄生于種群B,并有害于后者

中性(00)彼此互不影響

共生(++)彼此互相有利,專性

互惠(++)彼此互相有利,兼性

偏利(+0)對A種群有利,對種群B無利害

偏害(-0)對A種群有害,對種群B無利害二、種群間的偏利、互利合作和共生關系（一）偏利作用(commensalism)又稱單惠共生，兩種生物，一方得利，對另一方無害。例子：①林間的一些動物和鳥類，以樹木作為掩蔽或筑巢用，對樹木不造成傷害。②附生植物與被附生植物：苔蘚、某些蕨類以及很多高等的附生植物（如蘭花）附生在樹皮上，借助于被附生植物支撐自己，獲取更多的光照和空間資源。（三）互利共生（mutualism)種間彼此依賴，生活在一起互相受益，能直接進行物質交流。

例：①固N細菌與豆科植物根系共生形成根瘤。②真菌和高等植物根系共生形成菌根。

③真菌與藻類共生形成地衣。

④動物與微生物：如反芻動物（鹿和牛）擁有多室胃，在其中發(fā)生細菌和原生動物的發(fā)酵作用。

三種類型的地衣（殼狀、葉狀和枝狀)動物組織或細胞內的互利共生：白蟻根瘤菌與豆科植物（一）種間競爭(interspecificcompetion):生活在同一地區(qū)的兩個物種,由于利用相同的資源,導致每一個物種的數量下降,即兩種群彼此發(fā)生有害影響。競爭一般可分為干擾競爭和利用競爭.干擾競爭:一種動物借助于行為排斥另一種動物使其得不到資源.如:紅翅鶇和黃頭鶇.貓狗利用競爭:一個物種所利用的資源對第二個物種也非常重要,但兩個物種并不發(fā)生直接接觸.如:螞蟻、嚙齒動物都以植物種子為食.兔子綿羊吃草三、種群間的偏害、競爭和捕食關系大草履蟲和雙小核草履蟲間的競爭G.F.Gause（1934）用實驗方法觀察兩個物種之間的競爭現象。出現了棲息空間和食性的分離高斯假說（Gausehypothesis)競爭排斥原理(competitionexclusionprinciple)：生態(tài)位相同的兩個物種不可能在同生境內長期共存。生態(tài)位（niche)1）Grinnell(1917，美)最早使用這個術語，指出生態(tài)位是“每個物種由自身結構上和功能上的限制而被約束在其內的最后分布單位”?！臻g生態(tài)位2）Elton(1927，英)認為“生態(tài)位是說物種在生物群落中的位置及它的食物和敵害關系”?！獱I養(yǎng)生態(tài)位3）Hutchinson(1957，英)定義生態(tài)位是“一種生物和它的非生物與生物環(huán)境全部相互作用的總和”。

——n維生態(tài)位、超體積生態(tài)位Threedimensionsoftheniche生態(tài)位（niche)基礎生態(tài)位(fundamentalniche)：生態(tài)群落中能夠為某一物種所棲息的、理論上的最大空間。實際生態(tài)位(realizedniche)：由于競爭的存在，物種實際占據的生態(tài)位。Niches:fundamentalandrealizedfundamentalnicherealizednicheTherealizednicheofanorganismisoftensmallerthanthefundamentalnicheduetocompetition,predation,parasitism,andrecruitmentlimitationsThefundamentalnicheisdefinedbyanorganism’sadaptationstopersistinagivenabioticenvironment

空間生態(tài)位營養(yǎng)生態(tài)位功能生態(tài)位時間生態(tài)位超體積生態(tài)位

間作套種立體種養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)結構和功能設計

基礎生態(tài)位現實生態(tài)位生態(tài)位重疊生態(tài)位分化Fig.Theprocessofcharacterdisplacement

(a)individualsofonespeciesthatuseresourcesinregionsthatdonotoverlapwiththeotherspecieshaveaselectiveadvantage.關于生態(tài)位的幾個重要觀點一個物種的現實生態(tài)位通常要小于基礎生態(tài)位。種間競爭可促使兩物種的生態(tài)位分離。一個穩(wěn)定的群落中，占據了相同生態(tài)位的兩個物種，其中一個種終究要衰減或滅亡。一個穩(wěn)定的群落中，由于各種群在群落中具有各自的生態(tài)位，種群間能避免直接的競爭，從而又保證了群落的穩(wěn)定。①兩個物種間形成協調的平衡狀態(tài)，實現生態(tài)位的分化。②一個種群被另一個種群消滅掉。③一個種群被趕跑到另一空間，利用另一種食物。需指出的是：兩個物種競爭的結果或競爭的激烈程度與各自生態(tài)位是有很大的關系的。生態(tài)位越接近，則競爭越激烈。競爭的結果：1.G.F.Gause(1934)2.Park(1954)——兩種擬谷盜在6種不同環(huán)境條件下的競爭結果3.Werner和Hall(1976)——太陽魚對食物資源的利用差異潮濕環(huán)境下,競爭得勝的機會較多。低溫條件下，得勝機會較多。

實驗條件下的種群競爭在自然條件下的種群競爭

對生活在同一地區(qū)的近緣物種生態(tài)學研究:

近緣物種在形態(tài)生理生態(tài)方面相似,因生活在同一地區(qū),競爭激烈,迫使其在生態(tài)學上發(fā)生分化,表現在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:在不同的時間出來活動

5種同地分布的樹鶯在針葉樹上覓食部位的空間分化（MacArthur，1958）（二）捕食一個物種的成員以另一物種成員為食,被捕食者常常被殺死。狹義捕食:動物吃動物廣義捕食:肉食、植食、擬寄生、同種相殘

捕食作為一個重要生態(tài)學現象的理由:a.限制種群的分布,抑制種群的數量.b.捕食同競爭一樣,是影響群落結構的主要生態(tài)過程.c.捕食是一個主要的選擇壓力,生物的很多適應可用捕食者和獵物間的協同進化來說明.（三）寄生(parasitism)定義：是一個種（寄生者）寄居于另一個種（寄主）的體內或體表，從而攝取寄主養(yǎng)分以維持生活的現象。體外寄生體內寄生

例子①菟絲子寄生在植物上②蛔蟲寄生在動物上③赤眼蜂寄生在棉鈴蟲上大豆菟絲子

Deformedfrog–resultingfromaparasiticinfectionMacroparasiteSARS病毒血吸蟲病患者

寄生者主要有病毒、立克次氏體、細菌、真菌、寄生性動物和少量的種子植物。多數寄生植物只限于寄生在一定的植物科、屬中，即寄生具有專一性，這類寄生植物為專性寄生植物。一般說來，寄生者營寄生生活之初，其有害作用最強，當寄生者長期與它們對應的寄主伴生后，其影響就緩和下來。擬寄生（Parasitoids）是指昆蟲寄生昆蟲的現象。寄生昆蟲常把卵產在其他昆蟲（寄主）體內，待卵孵化成幼蟲后便以寄主的組織為食，直至寄主死亡。(一)種間競爭的協同進化雀科鳴鳥13個不同品種的的鳥嘴差異性樹鶯在針葉樹上覓食大型食草動物與植物的協同進化捕食者與獵物相互適應是長期協同進化的結果。捕食者通常具銳利的爪，撕裂用的牙、毒腺…或其它“武器”，以提高捕食效率；相反，獵物常具保護色、警戒色、假死、擬態(tài)…等適應特征，以逃避被捕食。(二)捕食者—獵物的協同進化捕食者和獵物鷹抓小鳥雷鳥的保護色保護色警戒色警戒色

蝶類的幼蟲和成蟲（示警戒色）

擬態(tài)蝴蝶的擬態(tài)象鼻蟲的擬態(tài)

在協同進化過程中，有害的“負作用”傾向于減弱，“精明的”捕食者不會對獵物過捕。實際上，捕食者捕到的獵物多為領域外的、受傷的、有病的、年老的、無家可歸的“游蕩者”，使獵物種群有更高的素質。植物的防衛(wèi)措施(三)寄生物與宿主的協同進化Myxoma(粘瘤病毒

)

和歐洲兔歐洲兔于1859年引進澳洲，隨后