生态学课件第5章 种内种间关系.ppt

第五章 种内种间关系• 种内关系（intraspecific relationship） ：存在于各种生物种群内部的个体与个 体之间的关系• 种间关系（interspecific relationship） ：生活于同一生境中的所有不同物种之 间的关系§ 5.1 种内关系密度效应（Density effect）动植物的性行为 领域性(territority)社会等级 他感作用（Allelopathy）1、密度效应a. 定义：在一定时间内，当种群 的个体数目增加时，出现邻近 个体之间的相互作用动物：等级制、领域性、集群 与分散行为等植物：邻接效应等；b. 类型： 密度制约、逆密度制约、非密度制约内源性作用因素 ：遗传效应，病 理效应、领域性 效应 外源性作用因素 ：种间竞争、食 物、气候等c.基本规律1）最后产量恒定法则 在一定范围内，当条件相同时，不管 一个种群的密度如何，最后产量都差不 多C.M. Donald, 1951 C.M. Donald, 1951 做的三叶草密度和产量关系试验做的三叶草密度和产量关系试验2）-3/2自疏(self-thinning)self-thinning)法则(Yoda 1963) W：个体平均重量；d：密度；a：常数。

White（1980）对80多种植物（藓类、 草本和木本等）进行了研究a = -3/22、动植物的性行为a. 概念：研究生物种群内部性别关系、动 态及其决定的环境因素 两性细胞的结合、亲本投入、进化 有性繁殖：适应不测环境(多型性)，竞 争、捕食关系是有性繁殖的重要因子 无性繁殖：植物居多，优点：迅速增殖 ，为后代复制的基因组是有性之两倍 b. 植物的性别系统 雌、雄异株：约占5%，如银杏，可减少 同系交配，减少动物传粉压力 雌、雄同株：两性花、单性花(两性花可同期或 异期开放)雄 蕊花 药 花丝花 瓣柱头 花柱子 房雌 蕊花 托花 萼胚珠c.动物的婚配制度 1）定义 婚配制度：种群内婚配的各种类型 婚配包括异性间的相互识别、配偶数 目、配偶持续时间、后代抚育等 因♀配子大、 ♂配子小，一般雌性投 入大，更关心交配成功率，雄性可多次 交配，故1 ♂多♀为常见，1♀1♂为1 ♂ 多♀进化而来，雄性间往往发生格斗等 竞争行为2) 决定婚配制度类型的环境因素 资源分布： 资源集中分布  ♂占据资源： 1♂ 多♀ 高质均匀资源  ♂参与抚育： 1♀1♂ 资源：高质低质 单配偶制多配偶制 3) 婚配制度类型： monogamy：较少，如鸟类：鸳鸯、天鹅、丹顶鹤等； polygamy： 1♂ 多♀polygyny1♀多♂polyandry：鸟类中只占1%单配偶制单配偶制一雄多雌制一雄多雌制保卫资源型一雄多雌制保卫资源型一雄多雌制保卫雌性一雄多雌制保卫雌性一雄多雌制雌性优势型一雄多雌制雌性优势型一雄多雌制爆发性繁殖集会爆发性繁殖集会求偶集会（求偶集会（leklek））高速多窝型一雄多雌制高速多窝型一雄多雌制一雌多雄制一雌多雄制保卫资源型一雌多雄制保卫资源型一雌多雄制雌性控制型一雌多雄制雌性控制型一雌多雄制常见的几种婚配制度3、领域性 领域性：由个体、家庭或其它社群单位所占据 的、并积极保卫不让同类入侵的空间。

扩散扩散(dispersal) (dispersal) ：：种群中的个体或其集群在种群中的个体或其集群在 空间位置上的变动或运动状况空间位置上的变动或运动状况 巢域：巢域：能够保证单个动物或其家族的生活需能够保证单个动物或其家族的生活需 要，并且动物经常地在该空间中进行日常活要，并且动物经常地在该空间中进行日常活 动的区域动的区域b.保卫方式（行为）：鸣叫、气味、特异姿势 宣示、威胁、进攻、驱赶入侵者等 c.规律：1）面积随体重而扩大 2）受食物品质影响，同等体重肉食>植食 3）行为与面积常随生活史而变化4、社会等级a. 社会等级：动物种群中各个动物的地位 具有一定顺序的等级现象基础是支配 行为 b. 类型：独霸式（狼）、单线式（鸡）、 循环式5、他感作用• 他感作用allelopathy：一种植物通过向体外分 泌代谢过程中的化学物质，对其他植物产生 直接或间接影响 （德：H. Molisch，1937） b. 他感物质： 乙烯、香精油、酚及其衍生物、不饱和内脂 、生物碱、配糖体等 例：沙漠植物缺水时产生自素现象，从而利 用有限的水分，保持该物种的生存、繁衍• 生态意义： 1）歇地现象：连作影响作物长势、降低产量 的现象。

连作轮作 2）群落中的种类组成 H.B. Bode(1958)：黑核桃下几无草本植物 ，因其树皮、果实含有氢化核桃酮（1-4-5-三 羟基萘），进入泥土中氧化成核桃酮，抑制 其它植物生长 日本、朝鲜的刺松的他感作用P99. 3)群落演替 内因演替中的一种重要机制北美加州草原：针茅、草熟禾野燕麦、毛雀麦鼠尾草灌木、蒿 1-2m2的草本植物 不能生长的裸地烧荒、放牧萜烯类物质§ 5.2 种间关系从理论上讲，任何物种对其它物种从理论上讲，任何物种对其它物种 的影响只可能有三种形式，即有利、有的影响只可能有三种形式，即有利、有 害或无利无害的中间态，可用害或无利无害的中间态，可用+ +、－、、－、○ ○ 表示生物种间相互关系生物种间相互关系相互作用型相互作用型物种物种1 1 物种物种2 2相关作用的一般特征相关作用的一般特征中性作用○○两个物种彼此不受影响竞争：直接干扰型--每一种群直接抑制另一个竞争：资源利用型--资源缺乏时的间接抑制偏害作用-○种群1受抑制，种群2无影响寄生作用+-种群1寄生者，通常较宿主2 的个体小 捕食作用+-种群1捕食者，通常较猎物2 的个体大 偏利作用+○种群1偏利者，而宿主2无影 响 原始合作++相互作用对两种都有利，但 不是必然的 互利共生++相互作用对两种都必然有利个体与物种间相互关系类型个体与物种间相互关系类型自然界中，竞争究竟是普遍的还是少见的？自然界中，竞争究竟是普遍的还是少见的？１. 生态位（（nicheniche））理论• • 生态位是指在自然生态系统中一个种群在时生态位是指在自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。

能关系1）生态位理论的发展Grinnell, 1917年首先使用： 种或亚种占据的最后分布单位（空间生态位） Elton, 1927： 有机体在群落中的功能作用与地位营养生态 位) Hutchinson，1958：n-维资源中的超体积空 间 生态位niche：一个种群与群落中其它种群在时 间和空间上的相对位置及机能关系 若无竞争种存在，生物群落中，该物种所能占 据的最大空间：基础生态位群落中种群所占据 的实际空间及功能作用，实际生态位2) 生态位理论及计测 生态位宽度：物种对n-维资源空间的适应范围 ，是有机体单位所利用的各种不同资源的总和 生物体只能利用现有资源中的一小部分：狭生 态位；生物体能利用现有资源中的很大部分：广 生态位； 生态位重叠：两个种（多个种）对一定资源位 的共同利用程度 3）生态意义：重叠、分离与竞争、进化（重叠少，资源利用系数小 ，进化上重叠；重叠多，竞争排斥原理不利于共存 ） 生态位互补配置，充分利用环境资源 生态位重叠小，系统稳定性高２、竞争关系competition• 高斯假说（生态排斥原理） 有共同资源需求的两物种间存在竞争， 生态需求越相似，竞争越激烈，完全相 同的两物种不能共存。

ABb. Lotka-Volterra模型α：21的竞争效应 β：12的竞争效应 1/K1、1/K2：种内竞争系数 α/K1： 21的竞争系数 β /K2 ：12的竞争系数★图示竞争结果dN1/dt=0dN2/dt=0等倾线K1/K2/K2K1N2N1K2K1/K1/K1/K2K2K1K1K1K2/K2/K2/稳定共存 不稳定共存种2胜出种1胜出互花米草互花米草( (SpartinaSpartina alternifloraalterniflora) )的的入侵及其与当地种的竞争 入侵及其与当地种的竞争互花米草在中国的分布互花米草在中国的分布崇明长兴横沙九段沙南 汇ＳｈａｎｇｈａｉＳｈａｎｇｈａｉ上海九段沙植物群落互花米草的存在减少鸟类的食物来源降低Scirpus mariqueter 的多度导致鸟类种群数量的减少３、捕食作用predation 广义：一种生物以另一种生物为食； 狭义： 动物间prey-predator关系 • 捕食者与猎物 狭义捕食作用 相互制约，负反馈机制 防御：化学、形态、解剖、行为等 • 草食作用： i) 特点：被食者部分受害； 植物固着生长，不能逃避。

ii) 防御机制（防卫反应）： 次生物质、毒害、适口性； 形态：刺、硬皮等 iii) 草食动物对植物的危害 iv) 植物的补偿作用 v) 植物和食草动物的协同进化： vi) 协同进化：指在进化过程中，一个 物种的性状作为对另一物种性状的反应 而进化，而后一物种的性状本身又作为 前一物种性状的反应而进化的现象 植物毒性——动物特殊的解毒性c. 捕食模型 (1)．Lotka-Volterra model (1) ------GeometricdN/dt = r1N -  PN ……被捕食者dP/dt = -r2P +  NP ……捕食者 捕食压力系数；  P捕食压力 捕食效率常数；  N 捕食效率平衡点：N=r1/ ；P=r2 /NP(2). Lotka-Volterra model (2) ------Logistic dN/dt = (b1 - a1N)N - (N)P —PreydP/dt = (-b2 - a2P)P + K(N) —Predator(N) 捕食率；K消化系数当 霍林反应为：Type I (N) = dN N

2）类型： 全寄生：菟丝子； 半寄生：槲寄生、部分自养 专性寄生：——协同进化，固氮细菌 非专性寄生； 3）特点：寄生结构简化，专性固定器官司、繁殖力强 、一定的专性 寄主：机械保护、化学物质保护、免疫学保护寄生物的多样性寄生物的多样性 （（1 1）微寄生物，在寄主体内或表面繁殖微寄生物，在寄主体内或表面繁殖2 2）大寄生物，在寄主体内或表面生长，但不繁殖大寄生物，在寄主体内或表面生长，但不繁殖主要的寄生物有细菌、病毒、真菌和原生动物主要的寄生物有细菌、病毒、真菌和原生动物在动物中，寄生蠕虫特别重要，而昆虫是植物的主要在动物中，寄生蠕虫特别重要，而昆虫是植物的主要 大寄生物大寄生物专性寄生必需以宿主为营养来源，兼性寄生也能营专性寄生必需以宿主为营养来源，兼性寄生也能营自由活动自由活动拟寄生物包含一大类昆虫大寄生物，它们在昆虫拟寄生物包含一大类昆虫大寄生物，它们在昆虫宿主身上或体内产卵，通常导致寄主死亡宿主身上或体内产卵，通常导致寄主死亡寄主对疾病的反应• 脊椎动物被微寄生物感染后会产生强烈的免疫反应,这种 反应有两种明显成份： • ①细胞免疫反应，吞噬细胞（如白血细胞-T淋巴细胞）攻 击并吞没病原体细胞。

• ②B-细胞免疫反应，以特定蛋白（或抗体）的生产为基础 ，由B淋巴细胞结合到病原体表面如果再次遭遇同样病 原体（或抗原），免疫记忆会快。