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Progresses on the researches of interacting metapopulations

相互作用的集合种群研究动态


在集合种群水平上,两个或更多物种可以生活在同一个斑块网络中而没有相互作用.但在很多情况下,种间的相互作用会影响种群的迁移率、灭绝率和侵占率,从而调节相应物种的集合种群动态.这方面的研究主要有集合种群水平上物种之间的竞争、捕食以及在没有任何环境异质性的条件下物种在空间上聚集分布的产生和维持等.综述了近年来关于集合种群水平上的竞争,捕食者和猎物系统以及捕食与复杂空间动态的最新研究成果.

Two or more species can live in the same patch network without any interactions among the respective metapopulations.More interestingly,interspecific interactions might affect the rates of migration,extinction and colonization,in which case interspecific interactions modulate metapopulation dynamics of the species concerned.Related researches are mainly concerned on interspecific competition,predator-prey dynamics and the creation and maintenance of aggregated spatial distributions of species in the absence of any environmental heterogeneity.In this paper,we evaluate progresses on competition,dynamics of predator-prey systems and complex spatial dynamics at the metapopulation level.


全 文 : 万方数据
万方数据
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生态科学 24卷
两个相互作用的种群,这一假定将不再切合实际。实
际上,在自然种群中竞争常常只限制在局部发生,尤
其是植物和座生生物为空间而竞争的情况下。这时就
要考虑空间明晰的方法。
D∞呲t和L“in【l”讨论了下述的选举模型:相似
植物种之间的空间竞争。模型的名称来源于在一次选
举中对几个候选人各有偏向的选举人的概念(这里是
格子细胞(1a嘶cc
cell)),这里的候选人相当于相互竞
争的种。举一个简单的例子,假定格子可以是两个状态中的一个,代表两个竞争种中的一个出现,假定
个种每次(在某个时刻)可以占据一个特定的格子。让我们迸一步假定细胞z在什1时刻保持与,时刻同一状态的可能性为△,随机转变为8个邻居中的一个
的状态的可能性为J-△。当模型被重复的时候,细胞
中的状态将出现聚集一相邻的细胞互相影响,并被他
们常见的邻居影响。在这个模型中,竞争种问的相似
加强了而不是阻止了共存。
3捕食者.猎物集合种群
猎物和捕食者间的相互作用可能破坏局部稳定
从而产生摆动。很多文献探讨了捕食者.猎物系统中阻
止或加强摆动的机制。例如,广为人知的增强猎物或
捕食者的自我约束机制会增强稳定性”“。猎物逃避捕
食的能力之间的差异增加稳定性”⋯,而捕食者的数值
应答引起的时间延迟降低稳定性等。所有这些都发生
在有联系的局域种群中。当这个模型扩展到空间的时
候,将有另外两个因素影响稳定性:局部动态中非对
称的程度和捕食者.猎物种群的迁移的同步程度。捕食
者.猎物集合种群模型可以通过建立空斑块(E),仅有
猎物的斑块(P),和既有猎物又有捕食者的斑块(z)
的比例的变化方程来建立。假定没有猎物捕食者就不
能生存,因此没有只出现捕食者的斑块。让我们做一
个Mean.field的假定(即所有的斑块都程度相同地联
系在一起),迁移率和已占领的斑块以及空斑块数成正
七匕,并假定同种种群具有相同的灭绝率。为了简单起
见,假定捕食者和猎物共同侵占斑块中的猎物对空斑
块的侵占率没有贡献。用^=E"+工表示适宜斑块的
比例,则仅有猎物和捕食者.猎物斑块比例的变化如
下:
等砷尸。一P一Ⅳ)嘞附嘞P 、
警嘞册嘞Ⅳ
¨1’
模型的全局稳定的平衡点为:其中:
A。:垒+皇
cⅪ
cP
如果适宜斑块的密度超过个临界值坛则捕食
者种群能够续存下去(炒·O),这个临界值是由猎物
和捕食者的灭绝率与侵占率的比值决定的。当^P嘲<
h时,只有猎物生存下来,其中厅尸是单个种群续存
的斑块密度的临界值P—c户。
模型说明了当局部相互作用不稳定的时候猎物
易受牛境丧失的影响(即^减小)。比如害虫能届著
侵占而续存。在小的斑块网络中,没有寄生者而只有
寄主生存,这种情况类似于小的人群一般不会感染麻
疹。而如果斑块网络太小,则即使寄主也不能生存。
与(11)式同类型的斑块占有模型假定局域种群
的动态是不相关的,并且局部灭绝率高;而捕食者.
猎物集合种群则是通过局部动态的小同步和高迁移
率而续存的。消除不同步性将使捕食者同时进入所有
的猎物种群,这至少会使得猎物数量在短期内F降。
非同步性可以由几种机制产生,包括生境斑块的
空间差异,局域种群问迁移的差异,小种群中的统计
随机性和环境随机性等。非同步性在大的斑块网络中
可能更容易达到。关于迁移的作用是‘个非常复杂的
问题,除了迁移率过高或过低都不利于种群续存外还
绝,而过高的迁移率可能使整个集合种群的动态同
步化。
捕食者.猎物集合种群动态的实验资料并不多,
特别是野外种群。相关的试验包括实验室的IⅧ、温室
的川、以及果园中的螨的试验[22】。野外证据的缺乏
可能是由于合适的研究和大量用于模型预言的验证
的数据的缺乏;捕食者.猎物集合种群动态可能在符
合模型丰要假定的系统中是常见的。多刺梨形的仙人
掌(0pH"渤卿.)和引入澳人利Ⅱ以控肯4仙人掌的
飞蛾(oc细MH咖c∞幻nⅢ)间的相互作用是捕食者
.猎物集合种群动态的一个经典的例子¨⋯,但后来的
观察表明解释小lt一个“⋯。
景k吩一%”


万方数据
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相互作用的集合种群研究动态
作者: 周淑荣, 李金花, 王刚, ZHOU Shu-rong, LI Jin-hua, WANG Gang
作者单位: 兰州大学干旱与草地农业生态教育部重点实验室,兰州,730000
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGIC SCIENCE
年,卷(期): 2005,24(4)
被引用次数: 2次

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