生态学-精要速览系列 联系客服

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相互作用,而是耗尽资源使资源供应不足。由于可利用资源不足而造成适合度下降。

干扰性竞争:在干扰性竞争方式下,个体直接相互作用,在一些动物种类中,最明显的是通过打斗,也通过产生毒物(如植物异株克生)进行竞争。在这种相互作用中“败者”适合度下降,可能由于干扰(如受伤或死亡),也或许由于缺乏可用资源。

竞争结果的不对称:竞争通常不均等的影响竞争者,一个体的竞争代价远高于另一个体。竞争杀死失败者是很普通的,或通过掠夺资源或通过干扰。

M1 生活史

要 点

生活史变异:生物的生活史是指其一生中生长和繁殖的模式。不同种类其生活史类型的变异是巨大的。一些种类能活成百上千年,一些个体身体巨大,而另一些则微小。一些生产许多小的后代,而另一些生产后代数量较少,但个体较大。有关这些变异是如何进化而来的问题,是生态学的一个关键。

能量分配和“权衡”:让某一生物在出生后短期内达到大型的成体大小,生产许多大个体后代并长寿是不可能的。分配给生活史一方面的能量不能再用在另一方面,所以在不同生活史特性间进行“权衡”是不可避免的。

r-选择和K-选择:r-选择和K-选择理论描述了两种明显的生活史对策,该理论陈述,r-选择种类适应使其种群增长率最大,而K-选择种类适应使其竞争性强。这样,r-选择种类发育快,成体小,后代数量多但体积小,世代时间短。与此相反,K-选择种类发育慢,成体大,后代数量少但体积大,世代时间长。尽管有些种类符合这种理论上的两分法,但也有许多种不符合。由于具有更广预测性的更好的模型出现,该理论已过时了。

生殖价:年龄x的个体的生殖价(RVx)是该个体马上要生产的后代数量加上预期的其在以后的生命过程中要生产的后代数量。个体的生殖价在出生后必然会上升,然后随年龄老化而下降。个体间生殖价的差异提供了一个强有力的生活史对策预报器。

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生境分类:除r-和K-选择概念外,还存在多种方案划分生境,试图辨别一种连接生境与生活史的模式。生境可在生长与繁殖间利益平衡的基础上划分为“高繁殖付出”和“低繁殖付出”生境。另一种可供选择的方法,“两面下注”考虑生境对不同生长期死亡率和繁殖力相关变化的影响,利用这种影响来预测最适生活史对策。Grime的“CSR三角形”从植物生活史的观点,利用生境干扰(或稳定)程序及其对植物的严峻性来划分生境。

滞育和休眠:许多生物在生活史的某一阶段会推迟发育,如种子滞育和马鹿胚胎的植入推迟。这种对策是为躲避不适宜环境的一种适应反应(如在严冬生产幼鹿或发育)。当摄食或其他活动的利益受到限制时,个体也可进入降低代谢活动的时期,如长时间的冬眠或短时间的蛰眠。

P1 组成成员和过程

要 点

生态系统的概念:1953年Tansley提出生态系统的概念,最初的定义包括一个定义的空间中所有的动物、植物和物理的相互作用。近代生态学家更倾向于从能(量)流、碳流或营养物流来考虑生态系统。

生态系统成分:单位面积中活有机体的身体构成了生物量(biomass)的现存量(standing crop):单位地(或水)面积的有机体的质量,通常以能量或干有机物质为单位(例如t/ha)。陆地群落大部分生物量是植被。群落初级生产率是初级生产者植物所生产的单位面积生物量的速率。通过光合作用固定的总能量是总初级生产量(GPP),其中一部分从群落丢失于呼吸作用(R)。GPP与R之差称为净初级生产量(NPP),它代表了新生物量的产生速率,并可供异养生物(细菌、真菌和动物)消费之用。被异样生物生产的生物量叫做次级生产量。

生态系统与热力学定律:热力学第一定律说明,能量既不能被创造,也不能被破坏。热力学第二定律说明,每一次“转换都导致系统的自由能的减少”。因为能量转换不可能100%的有效,因此异样生物的能量较少,必然比它们所吃的植物更少。生态相互作用的复杂性意味着,以这些热力学定律为基础去构建用于预测的数学模型是不可能的。

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转换效率:净初级生产力通过营养级流动的比例,决定于能量从一级到下一级的利用、通过途中的转化效率。正是三类转换效率的全部知识,是预测能量流动格局的全部要求,那就是消费效率(CE)、同化效率(AE)和生产效率(PE)。消费效率是指一个营养级的有效总生产力(Pn-1)中,后一营养级成员实际消费(被吃掉)部分(In)所占的百分比。同化效率是指一个营养级的消费者吃入消化道的食物能量(In)中,被同化而穿过消化道壁、并成为参加生长或用于作功的有效能量(An)所占的百分比。生产效率是指被同化的能量中(An),加入到新生物量(Pn)所占的百分比。剩留下来的完全以呼吸热量而损失于群落。

P3 食物链

要 点

营养物流:自养生物同化无机资源,生成有机分子的组件,这些组件成为异养生物的资源,后者又成为另一个消费者的资源。在这种食物链的每一个连接,我们都够辨别出通向下一个营养级的三条途径:分解、寄生和捕食。消费者可能是泛化种(多食性的),吃广范围的猎物种,或者是特化为吃一个种或一组有密切关系的种(单食性的)。

营养级间的相互作用:生态系统的一个特征是:占据其各个营养级的种数及种的性质。一个营养级的成员与邻近营养级的成员之间的相互关系可以用食物链来描述。食物链是连接吃与被吃的链,例如,食肉动物到它的最后的植物食物。任何生态系统都有许多食物链,并可以组成食物网。生态系统在能量-营养物网的模式上有很大的变化。

下行或上行:

曾经有过辩论,地球是绿色的、长满植被的,这是因为食草动物被其捕食者所调节(下行控制,top-down control),而所有别的营养级都是被资源竞争所调节的(上行控制,buttom-up control)。这个简单的模型是吸引人的,但是其价值是值得怀疑的。由于植物有防御,食草物种在它们所吃的植物组织的范围方面是受到很大限制的;因此,即使世界是绿色的,它们也可能受到竞争的限制。不仅如此,植物大体上并不受能量的限制,但却受到空间限制,所以任何被食草动物清出的空间,都为更多的植物开放了机会。

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Q1 群落、结构和稳定性

要 点

群落:群落(community)是在相同时间聚集在同一地段上的许多物种种群(species populations)的集合。它的特性是由个体之间的相互作用如竞争(competition)和寄生(parasitism)决定的。群落也能够从更广阔的角度如物种多样性(species diversity)、食物网(food-webs)、能量流(energy flow)和同资源种团(guilds)中种间的相互作用来观察它的特性。

群落结构:一个群落的物种多样性取决于群落含有的不同种的数量即种丰富度(the species richness)和种多度的均匀性(the evenness of species abundance)。多样性指数(diversity indices)可以通过这两个因子计算出来。表达种丰富度和种均匀度综合的另一种方式是通过种的相对多度对种的顺序作图。多样性能够在局域群落(local community)、地区(region)和最广阔的地理尺度(geographic scale)(如大陆)三个不同的空间尺度上测算它。这样就产生了?、?和?多样性。

群落边界:群落不会突然中断,而是逐渐的过渡到其他群落,因为各个物种是逐渐受到它们的环境耐受力限制的。这一点可以通过梯度分析来得到证明,梯度分析重点在于物种分布重叠区域。分类和排序的统计方法允许群落的边界在这个连续体上重叠。分类技术分出了生态学上不同的物种或地段,获得了客观等级。排序并不是企图勾画出边界,而是根据它们在分布上的相似性而勾画出物种集团或地段。

同资源种团:同资源种团是许多占据相似生态位的物种组合的集团;如以阔叶树为食物的许多昆虫就形成一个同资源种团。一些研究已经表明,在一个群落内的某些同资源种团中的总物种的比例是不变的。这就表明也许有某一共同的“规则”在统治着群落结构。

群落的复杂性、多样性和稳定性:稳定性有两个组成成分—恢复力(resilience)和抵抗力(resistance)。这两个指标描述了群落在受到干扰后的恢复能力和抵御变化的能力。复杂性被认为是决定群落恢复力和抵抗力的重要因素。然而群落越复杂并不意味着群落越稳定。复杂性增加已经显示会导致不稳定。此外,群落的不同组分(如种丰富度和生物量)也许对干扰有不同反应。具有较低生产力的群落(如冻原)其恢复力是最低的。相反,较弱的竞争可以使许多的

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