不同模式正相互作用对植物种群动态影响的模型研究

发布时间：2020-04-06 13:47

【摘要】：正相互作用(促进)与很多生态学理论密切相关,近二十年来在植物生态学研究中得到了越来越多的重视。而植物个体间不同类型的正相互作用(对称和非对称)对于种群动态的不同影响还缺乏深入研究。本研究主要关注不同模式的植物正、负相互作用对植物种群密度依赖性死亡过程(自疏)以及空间格局动态变化过程的影响。自疏过程是植物种群动态的重要驱动因素,尽管有研究表明促进能影响自疏过程,但尚未区分不同促进模式的影响,并且没有系统地研究多种环境因素对植物种群自疏的相对影响和重要性。除此之外,大量研究表明正相互作用是空间格局形成的重要驱动因素,然而目前的研究也没有深入探讨不同类型的促进作用对空间格局动态和稳定性的影响。本研究使用基于个体的模型和随机森林模型评估促进模式以及其他因素对种群自疏和空间格局稳定性的相对影响和重要性。研究结果表明,不同类型的促进对植物种群自疏和空间格局稳定性都具有不同的影响。对于自疏来说,不对称促进得到的自疏线比对称促进得到的更低更平缓,但在所有因素中,竞争模式是影响自疏线斜率和截距最重要的因素。其他因素在改变自疏线斜率方面远不如竞争那么重要,但不同类型的促进作用以及其他环境因素对自疏线截距有显著影响,对生物量积累过程有着重要影响。对于空间格局稳定性来说,促进模式是影响它的最重要因素。非生物胁迫越高,具有对称促进的植被空间格局越稳定,但植物个体间不对称的促进在高胁迫环境下会降低植被空间格局稳定性,而相同的高胁迫环境下如果个体间的促进是完全不对称的,甚至会导致系统的突然崩溃。本研究进一步完善了正相互作用在植物种群动态方面的相关理论,为高胁迫地区的植被保护和恢复提供了有力的理论基础。本研究还证明了基于个体的模型和机器学习方法的联合应用在研究复杂格局方面具有一定的能力和优势,是种植实验和野外调查的重要补充,在发展完善生态学理论和支持环境应用方面具有广阔前景。
【图文】：

第二章 方法 Af= 0 时，等式（16）变为 1 - S，表示没有促进作胁迫（S = 0）时，，fq变为 1，表示在良性条件下没有 al. 2010; Lin et al. 2012）。该促进指数反映了缓解胁一致（例如 Chu et al. 2010; Zhang et al. 2017）。在的物种特异性加权常数 wi和 wj等于 1。

第三章 结果第三章 结果3.1 不同因素对自疏的影响3.1.1 不同模式的促进作用对自疏的影响为了更加直观地看出不同类型的促进作用对自疏线是否有影响，我们选取了一部分数据（死亡阈值为 0.05；初始密度为 5000；初始空间格局为随机分布；非生物胁迫为0.1、0.5、0.9；竞争模式为大小对称和异速不对称）绘图。可以看出，不同类型的促进对种群自疏轨迹的影响不同，特别是在中等胁迫和高水平胁迫下，并且在高水平胁迫的条件下影响更大（图 1）。
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q948

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本文编号：2616590