Allee效應對不同尺度上捕食者-獵物相互作用的影響.pdf

1、Allee效應(Allee effect)是當前生態(tài)學、保護生物學和入侵生物學的研究熱點之一。近幾十年來,人們開展了大量的理論和實驗研究探索Allee效應對種群動態(tài)、種群間相互作用、生物保護、物種擴張和外來種入侵等生態(tài)學過程的影響。同時,隨著人們對空間在生態(tài)學研究中的重要性的深入認識,生態(tài)學家正在嘗試把對Allee效應這一生態(tài)學現(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效應的似A

2、llee效應(Allee-like effect)。然而,目前的研究主要集中在局域種群水平上,關于集合種群水平上似Allee效應對生態(tài)學系統(tǒng)的影響,不論是理論還是實驗研究都十分缺乏。另一方面,理解調(diào)控種群動態(tài)和生態(tài)學交互作用的過程和因素也是困擾生態(tài)學家長達百年的重要生態(tài)學問題。其中捕食是一種廣泛存在的生態(tài)學交互作用。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效應和似Allee效應對不同尺度上捕食者-獵物相互關系

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效應與局域種群的Allee效應對捕食者-獵物相互作用的影響,主要結果如下:
　　 本文中選擇了兩個經(jīng)典的捕食者-獵物模型,在這些模型的基礎上分別在獵物和捕食者種群動態(tài)中加入Allee效應,建立了新的捕食者-獵物模型。通過數(shù)學分析和計算機模擬,我們可以看出,Allee效應可能是捕

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

5、我們在Holt(1997)的捕食者.獵物集合種群模型的基礎上引入似Allee效應,以研究似Allee效應對捕食者-獵物集合種群動態(tài)的影響。理論分析結果表明,不管是捕食者還是獵物受似Allee效應的影響,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效應的影響,或者捕食者在侵占過程中受似Allee效應的影響,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,我們可以得出一個一般性的結