植物間正相互作用對(duì)種群動(dòng)態(tài)與群落結(jié)構(gòu)的影響研究.pdf

1、生物間相互作用是生態(tài)學(xué)研究的核心內(nèi)容，當(dāng)前大部分生態(tài)學(xué)理論均建立在生物間負(fù)相互作用基礎(chǔ)之上。然而，隨著脅迫環(huán)境下大量野外工作的出現(xiàn)，研究人員發(fā)現(xiàn)生物間不僅存在競(jìng)爭(zhēng)等負(fù)相互作用，而且還存在促進(jìn)的正相互作用。如何將正相互作用融入主要以競(jìng)爭(zhēng)為基礎(chǔ)的生態(tài)學(xué)理論就成了生態(tài)學(xué)家們亟需解決的問題。本論文以此為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬、野外實(shí)驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)推斷等手段，系統(tǒng)探討植物間正相互作用對(duì)種群動(dòng)態(tài)與群落結(jié)構(gòu)的影響，以期建立綜合正負(fù)相互作用于一體的生態(tài)學(xué)理論

2、框架。
　　 在青藏高原東緣高寒草甸地區(qū)，通過多物種鄰體去除、多性狀測(cè)量與多變量統(tǒng)計(jì)推斷，發(fā)現(xiàn)在青藏高原高寒草甸惡劣生境下植物間正相互作用是廣泛存在的，但不同物種、不同性狀之間存在一定的差異，即正相互作用是物種特異與性狀特異的；同時(shí)，局部微環(huán)境也對(duì)正相互作用的發(fā)生頻率和強(qiáng)度施加影響。這為隨后構(gòu)建種群與群落模型、驗(yàn)證模型預(yù)測(cè)提供了基礎(chǔ)。
　　 在單物種種群中，通過擴(kuò)展著名的影響域模型建立了基于正負(fù)相互作用動(dòng)態(tài)平衡的植物生長(zhǎng)

3、速率方程。模擬結(jié)果表明，正相互作用顯著改變了種群的生物量一密度關(guān)系，即經(jīng)典的恒定產(chǎn)量法則，提高了種群的個(gè)體大小不整齊性。高寒草甸地區(qū)垂穗披堿草種植實(shí)驗(yàn)支持了模型的預(yù)測(cè)：在中等密度水平下平均個(gè)體生物量最大而種群的個(gè)體大小不整齊性最小。同時(shí)，理論模擬還發(fā)現(xiàn)脅迫環(huán)境本身減小了自疏斜率(負(fù)值，即絕對(duì)值增大)，而正相互作用則能夠緩解脅迫條件對(duì)自疏軌跡的影響，即增大自疏斜率(負(fù)值，即絕對(duì)值減小)。上述結(jié)果表明，正相互作用對(duì)種群動(dòng)態(tài)的作用不可忽視，尤

4、其是在相對(duì)脅迫的生境條件下。
　　 基于物種差異、生態(tài)位—中性連續(xù)體及正相互作用物種特異性的認(rèn)識(shí)，將生物間正相互作用引入Lin等(2009)出生-死亡權(quán)衡的中性模型，結(jié)果表明一定強(qiáng)度的正相互作用可以顯著增長(zhǎng)兩物種群落的共存時(shí)間，提高多物種群落的物種豐富度。高寒與亞高寒草甸地區(qū)物種豐富度沿海拔梯度的分布模式與該理論結(jié)果相一致，即單位面積內(nèi)高寒植物群落的物種數(shù)目明顯高于亞高寒草甸群落的物種數(shù)目。Klein等(2004)增溫實(shí)驗(yàn)從側(cè)面