Allee效應(yīng)對(duì)不同尺度上捕食者-獵物相互作用的影響.pdf

1、Allee效應(yīng)(Allee effect)是當(dāng)前生態(tài)學(xué)、保護(hù)生物學(xué)和入侵生物學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。近幾十年來,人們開展了大量的理論和實(shí)驗(yàn)研究探索Allee效應(yīng)對(duì)種群動(dòng)態(tài)、種群間相互作用、生物保護(hù)、物種擴(kuò)張和外來種入侵等生態(tài)學(xué)過程的影響。同時(shí),隨著人們對(duì)空間在生態(tài)學(xué)研究中的重要性的深入認(rèn)識(shí),生態(tài)學(xué)家正在嘗試把對(duì)Allee效應(yīng)這一生態(tài)學(xué)現(xiàn)象的研究拓展到更廣的空間尺度上去。已有的研究表明,在集合種群水平上,也存在類似于局域種群Allee效應(yīng)的似A

2、llee效應(yīng)(Allee-like effect)。然而,目前的研究主要集中在局域種群水平上,關(guān)于集合種群水平上似Allee效應(yīng)對(duì)生態(tài)學(xué)系統(tǒng)的影響,不論是理論還是實(shí)驗(yàn)研究都十分缺乏。另一方面,理解調(diào)控種群動(dòng)態(tài)和生態(tài)學(xué)交互作用的過程和因素也是困擾生態(tài)學(xué)家長(zhǎng)達(dá)百年的重要生態(tài)學(xué)問題。其中捕食是一種廣泛存在的生態(tài)學(xué)交互作用。捕食可能很大程度上影響物種的分布范圍和分布格局。因此,研究Allee效應(yīng)和似Allee效應(yīng)對(duì)不同尺度上捕食者-獵物相互關(guān)系

3、的影響就具有重要的意義。本文通過建立捕食者-獵物局域種群和集合種群的理論模型,用數(shù)學(xué)分析、相平面分析和數(shù)值模擬分析的方法研究了集合種群水平上的似Allee效應(yīng)與局域種群的Allee效應(yīng)對(duì)捕食者-獵物相互作用的影響,主要結(jié)果如下:
　　 本文中選擇了兩個(gè)經(jīng)典的捕食者-獵物模型,在這些模型的基礎(chǔ)上分別在獵物和捕食者種群動(dòng)態(tài)中加入Allee效應(yīng),建立了新的捕食者-獵物模型。通過數(shù)學(xué)分析和計(jì)算機(jī)模擬,我們可以看出,Allee效應(yīng)可能是捕

4、食者-獵物系統(tǒng)中的一個(gè)不穩(wěn)定的因素。由于捕食者或獵物Allee效應(yīng)的存在,系統(tǒng)的平衡點(diǎn)要么由漸進(jìn)穩(wěn)定變?yōu)橹行苑€(wěn)定或不穩(wěn)定,要么系統(tǒng)需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能到達(dá)平衡狀態(tài)。如果捕食者受Allee效應(yīng)的影響,則獵物種群在平衡點(diǎn)的密度將增大；但是獵物的Allee效應(yīng)將同時(shí)減小捕食者和獵物在平衡點(diǎn)的密度,或者減少捕食者在平衡點(diǎn)的密度。此外,引起Ailee效應(yīng)的機(jī)制不同,所考慮的系統(tǒng)不同,則Allee效應(yīng)的影響也不一樣。
　　 在集合種群水平上,

5、我們?cè)贖olt(1997)的捕食者.獵物集合種群模型的基礎(chǔ)上引入似Allee效應(yīng),以研究似Allee效應(yīng)對(duì)捕食者-獵物集合種群動(dòng)態(tài)的影響。理論分析結(jié)果表明,不管是捕食者還是獵物受似Allee效應(yīng)的影響,捕食者在平衡狀態(tài)下的斑塊占有比例將下降。如果來自獵物斑塊的獵物在侵占過程中受似Allee效應(yīng)的影響,或者捕食者在侵占過程中受似Allee效應(yīng)的影響,捕食者都需要更多的生境斑塊來維持它在集合種群水平上的續(xù)存。因此,我們可以得出一個(gè)一般性的結(jié)