空間結(jié)構(gòu)種群同步性的動(dòng)態(tài)模型與機(jī)理研究.pdf

1、空間種群的同步性是指不同位置的種群數(shù)量的同時(shí)升高或者下降。種內(nèi)和種間的空間分離種群同步性波動(dòng)的證據(jù)在文獻(xiàn)中隨處可見(jiàn)。同步性的出現(xiàn)與否以及它的程度是決定生物系統(tǒng)功能與障礙的一個(gè)非常重要的部分。當(dāng)前，探索空間種群同步性的機(jī)理已經(jīng)成為種群生態(tài)學(xué)的一個(gè)前沿核心問(wèn)題，也引起了很多生態(tài)學(xué)家的興趣。再者，最近的研究表明許多環(huán)境變量，包括溫度、降水、濕度、河深和一些季節(jié)性指標(biāo)，有非常顯著的紅譜，即有色環(huán)境噪音。本文正是以研究空間種群同步性機(jī)理為選題，研

2、究了有色環(huán)境噪音和種群同步性的關(guān)系。在本文，首次構(gòu)造了一個(gè)能夠產(chǎn)生空間相關(guān)有色噪音的方法。運(yùn)用時(shí)間序列分析和數(shù)值模擬的方法，分析了有色噪音和擴(kuò)散對(duì)種群同步性的影響，以及這二者間的復(fù)雜相互作用。得到了一些新結(jié)論如下： 1.對(duì)于有相同結(jié)構(gòu)的空間分離線(xiàn)性種群，噪音顏色并不能影響種群間的同步性，也就是對(duì)于有色噪音的情形，經(jīng)典的Moran定理依然成立。 2.對(duì)于由于空間地理變化而導(dǎo)致的異質(zhì)性種群，或者不同物種間的種群，線(xiàn)性AR1種

3、群模型的分析結(jié)果表明紅色噪音能夠加強(qiáng)種群同步性。 3.非線(xiàn)性種群模型(Maynard Smith model)的模擬結(jié)果表明，紅噪音是加強(qiáng)還是減弱種群同步性強(qiáng)烈依賴(lài)于噪音到底是怎樣影響種群更新過(guò)程的，即影響增長(zhǎng)率還是環(huán)境容納量。 4.如果不同斑塊間的種群同時(shí)還發(fā)生遷移作用，那么噪音顏色對(duì)種群動(dòng)態(tài)同步性的影響依賴(lài)于擴(kuò)散的方式。 5.局域噪音有破壞同步性的作用，模擬結(jié)果表明局域紅噪音的破壞能力弱于白噪音。 6

4、.對(duì)于多物種的空間種群，噪音不一定直接影響到目標(biāo)種群的同步性，它可以通過(guò)食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)，或年齡結(jié)構(gòu)上傳遞來(lái)影響目標(biāo)種群的同步性。用宿主-寄生模型的模擬結(jié)果表明間接紅噪音和直接紅噪音一樣，也能夠增強(qiáng)種群的同步性。 7.用多元線(xiàn)性回歸分析表明，比起擴(kuò)散和噪音的空間相關(guān)性來(lái)，噪音顏色的同步作用是有限的。 綜上，本文從單物種到多物種空間結(jié)構(gòu)種群，用線(xiàn)性和非線(xiàn)性的模型系統(tǒng)地探討了環(huán)境變化各個(gè)方面，包括強(qiáng)度、作用范圍、空間相關(guān)性、顏色等