《生態(tài)學(xué)李博版》PPT課件.ppt

1、第五章 種內(nèi)與種間關(guān)系,教學(xué)重點： 種內(nèi)關(guān)系 種間競爭,種間和種內(nèi)的相互作用,種內(nèi)的相互作用的主要形式有競爭、自相殘殺和利他等 物種間相互作用的形式主要有競爭、捕食、寄生和互利共生 正相互作用：偏利共生、原始合作、互利共生 負(fù)相互作用：競爭、捕食、寄生、和偏害,種間相互作用的基本類型,得利； 表示受損；0 無明顯影響,種內(nèi)關(guān)系,密度效應(yīng) 動植物的性行為 他感作用,密度效應(yīng),在一定時間內(nèi)，當(dāng)種群的個體數(shù)目增加時，就必定會出現(xiàn)鄰接個體之間的相互影響，也稱鄰接效應(yīng)。 密度制約與非密度制約 外源性和內(nèi)源性作用因素 密度效應(yīng)的基本規(guī)律 最后產(chǎn)量衡值法則 -3/2自疏法則,最后產(chǎn)量衡值法則,在一定范圍內(nèi)，

2、當(dāng)條件相同時，不管一個種群的密度如何，最后產(chǎn)量差不多總是一樣的 Y單位面積產(chǎn)量，植物個體平均重量，d為密度，Ki常數(shù) 原因：一定環(huán)境下的資源承載力是一定的；密度增加時，競爭加強，生長率下降，個體變小,3/2自疏法則,自疏現(xiàn)象：同一種植物因密度引起的個體死亡 自疏導(dǎo)致的密度和個體重量的關(guān)系： 雙對數(shù)曲線斜率為 -3/2,故稱為-3/2自疏法則,黑麥草的自疏現(xiàn)象,性別生態(tài)學(xué),內(nèi)容：性別關(guān)系類型、動態(tài)及環(huán)境因素對性別的影響 植物的性別系統(tǒng) 動物的婚配制度,兩性細(xì)胞的結(jié)合與親代投入,親代投入 無性繁殖和有性繁殖的利弊 無性生殖：迅速占領(lǐng)生境、保證遺傳的穩(wěn)定性 有性生殖：產(chǎn)生不同基因型的后代、適應(yīng)變化的

3、環(huán)境 紅皇后效應(yīng)：病原體-宿主的相互作用,植物的性別系統(tǒng),雌雄同花(兩性花) 同株異花(單性花) 雌雄異株：原因環(huán)境因素和進(jìn)化策略 減少同系交配的機率，具異型雜交的優(yōu)越性； 回避兩性間競爭的對策； 脊椎動物傳粉造成的壓力,動物的婚配制度,婚配制度是指種群內(nèi)婚配的各種類型，包括配偶的數(shù)目，配偶持續(xù)時間，以及對后代的撫育等。 婚配制度的類型 單配制（monogamy） 一雄多雌制(polygamy) 多配制 一雌多雄(polyandry) 美國生態(tài)學(xué)家Wilson 認(rèn)為：高等動物最常見的婚配制度是一雄多雌制，而一雄一雌的單配偶制則是由原始的一雄多雌的多配偶制進(jìn)化而來的,決定婚配制度類型的環(huán)境因素,

4、決定動物婚配制度的主要生態(tài)因素是食物資源和營巢地在空間和時間上的分布。如果資源豐富且分布均勻，則有利于產(chǎn)生一雄一雌的單配偶制，如果資源豐富但分布呈斑點狀，則容易形成多配偶制。 自然界中，資源豐富與不豐富，分布均勻與不均勻，均可視為一個連續(xù)的變化。單配偶制與多配偶制的相對利弊關(guān)系隨資源連續(xù)變化產(chǎn)生相應(yīng)變化，當(dāng)利弊相平衡時，資源分布狀況稱為多配偶閾值，超過此值，多配偶制將比單配偶制更加有利,婚配制度的類型,一雄多雌制 是最常見的一種婚配制度。雄性不參加育幼，但保護(hù)領(lǐng)域及其閨房。 一雌多雄制 是很稀見的一種動物婚配制度，典型的例子是距翅水雉。與一雄多雌制相反，伏窩和育雛由雄性負(fù)擔(dān)。雌性個體大于雄性，

5、更具有進(jìn)攻性，可協(xié)助雄鳥保護(hù)領(lǐng)域。 單配偶制 是比較少見的一種婚配制度，只見于鳥類，尤其是晚成鳥，以一雄一雌制較為普遍，原因是因為其幼雛的發(fā)育很不完全，需要雙親的共同撫育,領(lǐng)域性,領(lǐng)域（territory）是指由個體、家庭或其它社群單位所占據(jù)的，并積極保衛(wèi)不讓同種其它成員侵入的空間。 以威脅、直接進(jìn)攻驅(qū)趕入侵者等，稱為領(lǐng)域行為。 具領(lǐng)域性（territoriality）的種類在脊椎動物中最多，尤其是鳥獸。 規(guī)律： 領(lǐng)域面積隨其占有者的體重而擴大 領(lǐng)域面積受食物品質(zhì)的影響 領(lǐng)域面積和行為往往隨生活史，尤其是繁殖節(jié)律而變化,領(lǐng)域性,領(lǐng)域的主要特征有三點： 領(lǐng)域是一個相對固定的區(qū)域，大小可調(diào)整； 領(lǐng)

6、域受積極保護(hù)； 領(lǐng)域的使用是排他性的。 領(lǐng)域使動物可以得到充足的食物，減少對生殖活動的外來干擾，使安全更有保障,社會等級（social hierarchy）是指動物種群中各個動物的地位具有一定順序的等級現(xiàn)象。 等級形成的基礎(chǔ)是支配行為，或稱支配-從屬關(guān)系。 社會等級的優(yōu)越性包括優(yōu)勢個體在食物、棲所、配偶選擇中均有優(yōu)先權(quán)，這樣保證了種內(nèi)強者首先獲得交配和產(chǎn)生后代的機會。從物種種群整體而言，有利于各族的保存和延續(xù)。 領(lǐng)域性和社會等級是兩類重要的社會性行為，與種群調(diào)節(jié)有密切聯(lián)系種群行為調(diào)節(jié)學(xué)說,社會等級,他感作用,他感作用：某些植物能分泌一些有害化學(xué)物質(zhì)，阻止別種植物在其周圍生長，這種現(xiàn)象稱他感作用

7、, 或叫異株克生。 他感作用例子：北美的黑胡桃抑制離樹干25m范圍內(nèi)植物的生長，其根抽提物含有化學(xué)苯醌，可殺死紫花苜蓿和番茄類植物。 他感作用中植物的分泌物稱做克生物質(zhì),他感作用,他感作用的生態(tài)學(xué)意義： 他感作用與歇地現(xiàn)象：對農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)和管理具有重要意義。 他感作用與植物群落中的種類組成：對植物群落的種類組成有重要影響，是造成種類成分對群落的選擇性以及某些植物的出現(xiàn)引起另一類消退的主要原因之一。 他感作用與植物群落的演替：是引起植物群落演替的重要內(nèi)在因素之一,種間競爭,概念 兩種或多種生物因利用共同資源而產(chǎn)生的使其受到不良影響的相互關(guān)系稱為種間競爭 競爭結(jié)果 一方獲勝，另一方被抑制或消滅 競爭

8、能力 生態(tài)習(xí)性 生活型 生態(tài)幅度,高斯假說,高斯假說(競爭排斥原理,高斯假說：這就是當(dāng)兩個物種利用同一種資源和空間時產(chǎn)生的種間競爭現(xiàn)象。兩個物種越相似，它們的生態(tài)位重疊就越多，競爭就越激烈。 競爭排斥原理：在一個穩(wěn)定的環(huán)境內(nèi)，兩個以上受資源限制的、但具有相同資源利用方式的物種，不能長期共存在一起，也即完全的競爭者不能共存,星桿藻(Asterionella)和針稈藻(Yynedra,資源分離,Lotka-Volterra模型,假設(shè)兩個物種，單獨生長時增長曲線為邏輯斯蒂模型 若將兩個物種放在一起，他們發(fā)生競爭，從而影響其他種群增長。 假設(shè)表示在物種1的環(huán)境中，每存在一個物種2的個體，對于物種1的效

9、應(yīng)。表示在物種2的環(huán)境中，每存在一個物種1的個體，對于物種2的效應(yīng)，則有邏輯斯蒂方程,兩物種種群的平衡線,dN1/dt=0,dN1/dt0,dN1/dt0,dN2/dt0,dN2/dt=0,dN2/dt0,N1,N2,N2,N1,K1,K2/,K2,K1,N1取勝, N2滅亡,K2/K1 N2超過環(huán)境容納量而停止增長,N1繼續(xù)增長 N1取勝,N2被排擠掉,K1,K1,K2/,K2,N1,N2,N1滅亡, N2取勝,K1/K2，K2/K1 N1超過環(huán)境容納量而停止增長,N2繼續(xù)增長 N2取勝,N1被排擠掉,K1,K1,K2,K2,N1,N2,不穩(wěn)定共存,K1/K2，K2/K1 N1繼續(xù)增長,N2

10、也繼續(xù)增長 N2和N1出現(xiàn)不穩(wěn)定的平衡點,K1,K1,K2/,K2,N1,N2,穩(wěn)定的共存,K1/K2，K2/K1 N1超過環(huán)境容納量而停止增長,N2也超過環(huán)境容納量而增長 N2和N1出現(xiàn)穩(wěn)定的平衡點,K1,K1,K2,K2,N1,N2,植物的競爭模型,輸入率=物種甲（N1）播種的種子數(shù)/物種乙（N2）播種的種子數(shù) 輸出率=收獲時物種甲種子數(shù)/收獲時物種乙種子數(shù),輸出率,輸入率,植物競爭中四種可能的結(jié)果,輸出率,輸出率,輸出率,輸出率,輸入率,輸入率,輸入率,a N1取勝；b N2取勝；c 穩(wěn)定平衡；d 不穩(wěn)定平衡,輸入率,b,a,c,d,生態(tài)位理論,生態(tài)位 (niche) 在自然生態(tài)系統(tǒng)中一

11、個種群在時間、空間上的位置及其在相關(guān)種群之間的功能關(guān)系 基礎(chǔ)生態(tài)位和實際生態(tài)位 基礎(chǔ)生態(tài)位：物種能棲息的、理論上最大的空間 實際生態(tài)位：物種實際占有的空間,多維生態(tài)位空間：影響有機體的環(huán)境變量作為一系列維，多維變量便是n-維空間，稱多維生態(tài)位空間，或n-維超體積生態(tài)位,生態(tài)位,溫度,溫度,溫度,獵物大小,獵物大小,取食高度,生態(tài)位理論,生態(tài)位概念中的重要觀點 與生境含義不同 基礎(chǔ)生態(tài)位與實際生態(tài)位：通過強調(diào)種間競爭對物種適合度的影響，表明基礎(chǔ)生態(tài)位一部分會由于競爭而失去 物種生態(tài)位將被生境所限制，生境會使生態(tài)位的部分內(nèi)含失缺 生態(tài)位與生境和分布區(qū)的概念不同 物種的生態(tài)位不僅決定于它們在哪里生活

12、，還決定于它們?nèi)绾紊钜约叭绾问艿狡渌锏募s束,生態(tài)位理論,生態(tài)位的重疊與分化 資源利用曲線 種內(nèi)競爭促使兩物種的生態(tài)位接近或重疊，生態(tài)位重疊導(dǎo)致種間競爭加劇，導(dǎo)致物種滅亡或生態(tài)位分離,資源利用曲線與生態(tài)位分化,三個共存物種的資源利用曲線。(a) 圖生態(tài)位狹，相互重疊少； (b) 圖生態(tài)位寬，相互重疊多。d 為曲線峰值間的距離，w為曲線的標(biāo)準(zhǔn)差,生態(tài)位不重疊,生態(tài)位理論,自然生物群落中的競爭排斥原理及生態(tài)位 一個穩(wěn)定的群落中占據(jù)相同生態(tài)位的兩個物種，其中一個種終究要滅亡； 一個穩(wěn)定群落中由于各種群具有各自的生態(tài)位，種群間能避免直接的競爭，從而保證了群落的穩(wěn)定； 一個相互起作用的、生態(tài)位分化的

13、種群系統(tǒng)，各種群在它們對群落的時間、空間和資源的利用方面，以及相互作用的可能類型方面，都趨向于相互補充而不是直接競爭。因此，由多個種群組成的生物群落，要比單一種群的群落更能有效地利用環(huán)境資源，維持長期較高的生產(chǎn)力、具有更大的穩(wěn)定性,捕食的相關(guān)概念,捕食 (predation)：生物攝取其他生物個體（獵物）的全部或部分為食的現(xiàn)象 廣義的捕食概念： 典型的捕食 食草作用 寄生和擬寄生 同類相食 食肉動物、食草動物和雜食動物,捕食者和獵物的協(xié)同進(jìn)化,捕食者適于捕食的特征：銳齒、利爪、尖喙、毒牙等工具，誘餌追擊、集體圍獵 獵物逃避捕食的對策：保護(hù)色、警戒色、擬態(tài)、假死、集體抵御,捕食者和獵物,保護(hù)色,

14、警戒色,捕食者與被捕食者的數(shù)量關(guān)系,雪免與其捕食者猞猁的數(shù)量變動關(guān)系,捕食者和被捕食者的數(shù)量關(guān)系,自然界捕食者對獵物種群數(shù)量的影響,兩種主要觀點 任一捕食者的作用，只占獵物種群死亡率的一小部分，捕食者僅對獵物種群有微弱影響。 捕食者只是利用了獵物種群中超出環(huán)境容量的部分個體，對獵物種群大小沒有影響。 捕食者對獵物數(shù)量有明顯影響的證據(jù) 熱帶島嶼引入捕食者后獵物種群的滅絕 原因：無反捕食對策,食草作用,食草對植物的危害和植物的補償作用 危害：隨受損部位、發(fā)育階段的不同而異 補償：自然落葉減少、單位光合面積提高、增加種子重量 植物的防衛(wèi)反應(yīng) 毒性與差的味道；防御結(jié)構(gòu)：鉤、倒鉤、刺,植物的防衛(wèi)措施,食

15、草作用,植物與食草動物的相互動態(tài) 放牧系統(tǒng)：植物-食草動物相互作用系統(tǒng) 牧場依靠放牧維持較高的生產(chǎn)力；過度放牧引起草場退化 植物和草食動物的協(xié)同進(jìn)化 協(xié)同進(jìn)化是指在進(jìn)化過程中，一個物種的性狀作為另一物種性狀的反應(yīng)而進(jìn)化，而后一物種的性狀本身又作為前一物種性狀的反應(yīng)而進(jìn)化的現(xiàn)象,寄生的相關(guān)概念,寄生的概念：一個種（寄生者）居于另一個種（寄主）的體內(nèi)或體表、從而攝取寄主養(yǎng)分以維持生活的現(xiàn)象 體外寄生與體內(nèi)寄生 全寄生與半寄生 寄生者與寄主的關(guān)系 抑制與加速,寄生物與寄主的相互適應(yīng)與協(xié)同進(jìn)化,寄生物對寄生生活的適應(yīng) 感官和神經(jīng)系統(tǒng)退化、吸取營養(yǎng)的結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá) 專性固定器官 超強的繁殖能力 寄主對疾病的反

16、應(yīng) 免疫反應(yīng)：細(xì)胞免疫反應(yīng)和體液免疫反應(yīng) 行為對策：整理毛、羽，逃離病區(qū) 植物和低等動物的反應(yīng)：非特異性免疫、局部細(xì)胞死亡、提前落葉,Myxoma和歐洲兔,歐洲兔于1859年引進(jìn)澳洲，隨后即快速擴散，過度啃食，顯著影響當(dāng)?shù)厥巢輨游锏牟菰?澳洲于1950年使用Myxoma病毒來控制澳洲兔種群 開始使用，Myxoma病毒的毒性極強，數(shù)天內(nèi)即可殺死宿主 但是經(jīng)過數(shù)年后，Myxoma病毒的毒性顯著的下降,偏利共生,共生對一方有利、對另一方無害的共生類型 附生植物與被附生植物是一種典型的偏利共生，如地衣、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,互利共生,概念：兩物種相互有利的共居關(guān)系，彼此間有直接的營養(yǎng)物質(zhì)的交流，相互依賴、相互儲存、雙方獲利 互利共生的類型： 共生性與非共生性互利共生：植物與菌根、根瘤菌，植物與昆蟲、清潔魚與顧客魚 專性與兼性互利共生：地衣、珊瑚，植物與固氮菌、有花植物與動物(傳粉) 動物體內(nèi)的共生性互利共生：腸道菌群,針葉樹的根瘤菌,左邊的沒有根瘤菌共生 右邊的有根瘤菌共生,名詞解釋,種內(nèi)關(guān)系 種間關(guān)系 寄生 領(lǐng)域性 社會等級現(xiàn)象 他感作用 生態(tài)位,問答題,生物密度效應(yīng)的基本規(guī)律有哪兩個？其主要特征是什么? 什么是