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生态位测度包括的主要内容介绍

时间:2023-05-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:生物学家用生态位宽度、生态位重叠、生态位体积、生态位维数和生态位适宜度五个数量指标表征生态位特征。其中,生态位宽度和生态位重叠是描述一个物种的生态位与物种生态位之间关系的重要数量指标,成为生态位理论中最重要的内容。(二)生态位重叠研究生态位理论的许多生态学家把两个种对一定资源位的共同利用程度视为生态位重叠。生态位体积表示一个种对其有关生态因子的利用或适应能力。

生态位测度包括的主要内容介绍

生物学家用生态位宽度、生态位重叠、生态位体积、生态位维数和生态位适宜度五个数量指标表征生态位特征。其中,生态位宽度和生态位重叠是描述一个物种的生态位与物种生态位之间关系的重要数量指标,成为生态位理论中最重要的内容。

(一)生态位宽度(Niche Breadth)

生态位宽度又称生态位广度(Niche Width)、生态位大小(Niche Size)。[14]国外生态学家因其对生态位含义的理解不同,给出了不同的生态位宽度内涵:在生态位空间中,沿着某一具体路线通过生态位的一段“距离”;物种利用或趋于利用所有可利用资源状态而减少种内个体相遇的程度;在有限资源的多维空间中为一物种或一群落片段所利用的比例;物种沿资源轴可以持续生存的值域;物种或种群对于生态资源的利用频度等。国内有代表性的生态位宽度定义是:物种在n维生态位空间分室上分布与样本在分室的频率分布之间的吻合度(余世孝等人);种y和n个生态因子的适应(或利用)范围。

各研究学者都提出了自己的生态位宽度计算公式。不同的公式适用于不同的研究需求。应用较普遍且有代表性的公式为以下几种。

(1)Levins于1968年提出的应用Shannon-Wiener函数:

或Simpson指数的倒数:

其中,Pi为物种在资源I的分布比例,作为物种生态位宽度的测度式。

(2)Hurlbert于1978年提出了类似的公式:

式中字母意义同式(4-2)具有通用性,aj是资源状态多度。

(3)Petraitis于1979年提出了指数法模型:

其中,W1为度量生态位宽度的统计量;λ为最大似然比,它是观测的相对概率与最大相对概率之比,其表达式为:img。其中,qi环境中资源状态j出现的概率;Pij为物种i利用资源j的概率;L为相对似然函数。

(4)王刚等人于1984年,将种y的生态位用f(x1,x2,…,xn)来表示,则点集:

的测度m(Ai)被定义为种y在轴xi上的生态位宽度,而

则是种y在n维生态因子空间上的生态位宽度,它是一个n维向量。式中种y对n个生态因子的适应(或利用)范围就是生态位宽度。(www.xing528.com)

(二)生态位重叠

研究生态位理论的许多生态学家把两个种对一定资源位(Resource State)的共同利用程度视为生态位重叠。Hurlbert(1978)将其定义为两个种在同一资源位上的相遇频率。国内学者王刚等人提出的生态位重叠概念是:两个种在其与生态因子联系上的相似性

很多研究学者提出了生态位重叠的计算公式,应用较普遍的有以下几种计算公式。

(1)Pianka提出对称A法公式:

其中,Aij=Aji,Pia是资源状态α中个体数目的测度,向量的长度为总的个体数,方向代表个体是如何沿资源轴分布的。对称A法对种群的个体数量或其在群落中种群的数量特征不敏感,但它能客观地反映出种群之间对资源利用或生态适应的相似性,并具有较为直观的几何解释,而且其生态位重叠不超过1。

(2)Levins提出不对称A法公式:

该公式特点是Aij≠Aji,即种群i与种群j的重叠值与种群j与种群i的重叠值不相等。由于利用此公式计算的生态位重叠值不是归一化数据,因此不便于对两种种群在不同环境因子梯度上的生态位重叠关系进行比较。Levins公式缺乏直观的几何解释,同时由于重叠矩阵的非对称性,对于梯度不同的两种种群,生态位重叠关系的比较十分复杂。但它能比对称A法更好地估计Lotka-Volterra方程的竞争系数,因而常常被采用。

(三)生态位体积和维度

生态位体积是指函数f在其定义域上的n重积分,即

其中,域D即为f之定义域,D=I1×I2×…×Ii×…×In,Ii为f在xj轴上的定义区间,img

生态位体积表示一个种对其有关生态因子的利用或适应能力。一般说来,竞争常常借助于小生境的利用、所吃食物和活动时间的差异而大大减弱,这样就可把生态位的有效维数减少到三个,即地点、食物和活动时间。维数的增加使每个物种的生态位空间都具有更多的相邻竞争者,因而大大地分散了竞争。

(四)适宜度

生态位适宜度概念的建立是以经典的生态位理论为基础的。适宜度的含义因其应用的对象不同而不同。李文龙等人探讨了生态位适宜度的FUZZY定义和测度,并将其应用于植物治沙及生态工程中。李自珍等人对各种生态位定义的内涵进行了分析,认为植物种水分生态位适宜度是现实水资源位与最适水资源位之间的贴近程度,它具体表征植物对其生境水分条件的适宜程度。牛海鹏等人(2009)在对各领域适宜度定义总结的基础上提出,耕地可持续利用生态位适宜度反映了区域耕地可持续利用的资源需求与现状资源生态因子之间是否良好匹配的关系。

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