扩散限制、更新限制与物种共存

发布时间：2016-11-20 17:58

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《兰州大学》 2015年

扩散限制、更新限制与物种共存

彭泽晨

【摘要】：物种多样性维持机制一直是群落生态学的研究热点。与传统的生态位理论不同,Hubbell在2001年提出的中性理论以其简约性和预测能力受到许多生态学家们的青睐。然而中性理论的前提假设是群落中所有个体在生态学上等价,即具有相同的出生、死亡、迁移和新物种形成的概率,这与实际观察结果并不相符。而且经研究证实,物种间出生率或者死亡率的微小差异就可以明显减少物种共存时间,物种多度分布模式(SADs)和中性预测也相差甚远。为了回应质疑,有生态学家认为扩散限制和更新限制可以有效地延缓物种间的竞争排除,使群落趋于中性。同时,如果物种间存在生活史权衡,那么只要种间适合度相同就可以了。然而这些推测的理论基础仍然是不清楚和有争议的,尤其是在野外调查中扩散限制和更新限制对群落的影响仍然令人困惑。同时,对适合度相等的理论研究是有限的,且多是空间非明晰的,关于空间明晰的研究还相当缺乏。针对这些问题,本文通过空间明晰的计算机模拟来研究扩散限制和更新限制对中性和近中性群落影响,同时通过空间非明晰的模型和空间明晰的模拟来研究出生-死亡率权衡的群落动态是否是中性的,以及扩散限制和物种的自我更新能力对群落中物种多样性的影响。主要结果如下：1.在物种间竞争能力有差异的群落中,即使微小的物种间竞争能力差异也需要很强的扩散和更新限制共同作用,中性群落才能出现。并且我们第一次证明了扩散限制和更新限制对群落的影响是不同的,更新限制在延缓物种间竞争排除方面更有效,而扩散限制对物种多度分布和种面积曲线(SARs)的影响更为明显。2.当扩散限制和出生-死亡率权衡在群落中同时存在时,我们发现高繁殖率的物种竞争排除低繁殖率的物种。即如果存在扩散和更新限制,那么即使严格的权衡也不能确保种间有相等的适合度,而且和一般的共识相反,扩散限制不再有利于物种的共存,而是加速了种间的竞争排除。随着扩散限制条件的放宽,群落的多样性甚至比中性群落的还要高,这也给自然群落中物种多样性维持另外提供了一个解释方法。3.在出生死亡率权衡群落中,如果个体不能进行自我更新,那么,我们会惊奇的发现扩散限制和更新限制有利于低繁殖率的物种存活并阻碍新物种进入群落,维持群落的物种多样性在一个低水平上。

【关键词】：
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q145
【目录】：

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