物种对资源竞争的动力机制及数值模拟研究

摘要

本文在前人研究的基础上，通过建立一个具有普适意义的资源竞争模型，来研究不同数量的物种在不同斑块中对资源竞争的动力学机制，通过在不同情形下的分析，得到以下几个一般性结论： 1)除了分析和验证了传统的资源竞争理论中的R<'*>一法则之外，还得出了具有不同R<'*>值的物种，也存在共存的可能性，甚至是具有高R<'*>值的物种也可以竞争排斥低R<'*>值的物种的结论，结论存在不确定性。 2)对多物种竞争单一资源时，若存在非负稳态E<'*>=(R<'*>，N<'*><,1>,…，N<'*><,n>)，那么，如果R<'*>＞R<'b><,n>，则E<'*>是全局吸引的，这是物种共存的充分必要条件。 3)随着种内竞争的增强，强物种的密度逐渐下降，而弱物种的密度逐渐增加，最后逐渐达到平衡状态，实现多物种的稳定共存。 4)在种群统计率相同的条件下，资源增长率差异越大，越不利于消费者物种的共存；若种群统计率不相同，在资源增长率相同的情况下，物种共存又是不可能的。 5)物种在斑块之间的迁移扩散运动产生了源-汇结构和净的单向流动。这种空间异质性的结构，对物种竞争共存具有促进作用。 6)验证了竞争．扩散妥协(trad-．Off)理论以及物种的迁移扩散能力与竞争能力的负相关关系。同时得出了另外一个结论，就是竞争能力强的物种，需要强的迁移扩散能力，才能与竞争能力较弱且迁移能力较弱的物种共存。 7)栖息地恢复后，原来奇数的物种对栖息地的点有率都明显增加，成为较强的物种，而原来偶数的物种对栖息地的占有率下降，成为较弱的物种。物种经历了上升、震荡和稳定的3个进化阶段。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1生物多样性的涵义

1.1.1生物多样性的概念

1.1.2生物多样性的价值

1.2集合种群理论

1.2.1岛屿生物地理学理论

1.2.2集合种群理论

1.3资源竞争理论

1.3.1竞争的概念及分类

1.3.2资源竞争理论

1.3.3竞争与共存

1.4资源竞争理论的国内外研究进展

1.4.1国外研究现状

1.4.2国内研究现状

1.5本研究的意义与目的

1.5.1研究的意义与目的

1.5.2技术路线

1.6论文的创新点

第二章研究方法

2.1建立生态学数学模型

2.1.1生态模型的概念及作用

2.1.2集合种群物种对资源竞争的动力学模型

2.2元胞自动机技术

第三章单一斑块中物种对资源的竞争

3.1单一斑块资源竞争模型

3.2两个消费者物种对资源的竞争

3.2.1模型的平衡态分析

3.2.2模型的参数空间分析

3.2.3消费者物种共存与排斥的条件

3.2.4模型的数值模拟

3.3多消费者物种对资源的竞争

3.3.1模型的分析

3.3.2数值模拟

3.4本章小结

第四章两个斑块集合种群物种对资源的竞争

4.1模型的建立

4.2两个斑块中物种扩散对资源竞争的影响

4.2.1指数资源增长

4.2.2 Logistic资源增长

4.3多斑块的资源竞争

4.4讨论

4.5本章小结

第五章具有捕食作用的资源竞争

5.1捕食系统模型

5.2两个斑块中的捕食作用

5.3多斑块中的捕食作用

5.3.1模型分析

5.3.2数值模拟

5.4本章小结

第六章物种竞争对栖息地变化的响应

6.1多物种集合种群对栖息地资源的竞争模型

6.2集合种群物种对栖息地变化的响应

6.2.1栖息地持续恢复下物种的响应机制

6.2.2栖息地瞬时恢复下物种的响应机制

6.2.3持续恢复与瞬时恢复的比较

6.3物种竞争能力与迁移能力之间的关系

6.4物种对资源竞争的空间分布格局

6.5本章小结

第七章检验

7.1 R*-法则的检验

7.2物种竞争能力与迁移扩散能力妥协理论的检验

7.3斑块之间具有捕食作用系统的验证

第八章结论与展望

8.1主要结论

8.2展望

参考文献

附录

致谢