生态位重叠实验

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1、实验六不同物种的空间生态位分析一、实验目的通过实验使学生掌握生态位、生态位宽度、生态位重叠的概念，理解生态位与高斯竞争排斥原理之间的关系，认识生态位理论在生态学研究中的重要意义。掌握生态位宽度和生态位重叠的常用测定方法和分析步骤。提高利用数学方法进行生态学理论分析的能力。二、实验原理（一）基本概念1、生态位的概念及扩展生态位是指一个物种占据的物理空间及其在生物群落中的结构与功能作用关系。或者说，一个种的生态位由它生存必须的全部环境因素组成，反映了物种对环境资源的需求。概念的扩展：微生态位：指在镶嵌

2、情况下，物种本身创造的土壤和小气候环境。更新生态位：指植物种群间伴随群落演替过程发生的生态位变化。生态位移动：指种群对资源谱利用的变动。生态位移动往往是环境压迫或种间激烈竞争的结果。生态位分离：是两个种在资源序列上利用资源的分离程度。2、生态位宽度:生态位宽度：是一个物种所利用的各种不同资源的总和。丰态位宽度的测定会受研究者对资源状态的理解和划分的影响。由于生态位宽度与资源利用呈正相关，特别是养分和生境，因此生态位等同于资源利用谱。生态位宽度与物种对环境的适应能力和自身的竞争能力有关。一般来说，生

3、态位宽度越大表明物种对环境的适应能力越强，对各种资源的利用较为充分，在群落中往往处于优势地位。在多变生境中，物种的适应性能使其对资源的选择性减弱，&态位宽度增加，从而促进生态位的泛化。生态位泛化的种一般都具有较强的竞争能力和广泛的适应性，不会处于濒危和稀有的状态。相反，在稳定生境中，物种的适应能使其对资源的选择性加强，而使半态位宽度变窄，促进半态位的特化。许多生态位特化的物种竞争能力和适应性较差，因此，种群容易处于濒危状态。如果生境发生剧烈波动，就可能导致其灭绝。3、生态位重叠生态位重叠：指不同物

4、种的生态位之间的重叠现象或共有的生态位空间，即两个或更多的物种对资源的共同利用状态。生态位的重叠度更多的是用来研究种间竞争。在生态位重叠情况下，资源量与供求比以及资源满足生物需要的程度是决定竞争的关键。当资源有限时，乞态位重叠的两个种之间就可能发半竞争排斥作用O如果资源很丰富，两个种就可以共同利用同一资源而彼此并不会给对方带来损害。（二）数据分析方法假设测定得s个物种在「个资源轴的原始数据，用W表示笫i个物种在j个资源轴的个体数，以s=2,-3为例，一般的计算表格和有关符号如下表。表1生态位宽度与

5、重叠的计算表种资源轴(I)(2)(3)合计种1的个体数niini2ni3M种2的个体数ri2i“22“23No合计tiT种1在第i轴的的个体数：种1的总个PhP12P13体数种2在第i轴的的个体数：种2的总个P21P”P23daTAar■夕体数结合比率Gc2c3rjJ=I/=!-thJ=1nij：jPi.=——Ci=——,JNtJT1、生态为宽度测定：下面给出常用的生态位宽度指数：（1）Levins指数、（2）Simpson指数、（3）Shannon-Wiener指数、（4）Smith指数、（5）

6、Hurlbert指数等。从目前的研究来看，生态位宽度的测定中使用较多的是Shannon-Wiener指数。该指数的计算方法如下：B：=H"=p..Inpi}式中：「是资源轴的数目；Pij=gj/Ni是种i在第j资源轴的个体数与种i在r个资源轴上的总个体数之比。2、生态位重叠测定(1)Petraitis特定重叠指数种i与种j的特定重叠是种i的资源利用曲线能够从种j的利用曲线中划出的概率(Petraitis1979),计算公式为：其中：Eij=^{pikInpik)-^(pikInpik),种j与种i

7、的特定重叠是指种j的资源k=k=曲线能够从种i的利用曲线中划出的概率(LudwigandReynolds1990),其计算公式为：SOjj=戶,其中：Eji=£(pjjnpQ-£(PjkInPjJ,SOij与SOjik=lk=l服从妒.1的*分布，可以进行显著性检验来判断种i与种j和i的特定重叠是否存在。对于种i与种j的特定重叠是否存在的才显著性检验的统计量为:Uij=-2NJn(SOy),如果5〉才.a,则认为种i和种j不存在完全特定重叠；如果匕・〈力％5,则认为种i和种j存在特定完全重叠。

8、对于种j与种i的特定重叠是否存在的*显箸性检验的统计量为:Ujf=-2卩ln(SO“)，如果匕〉才(j®,则认为种j和种i不存在完全特定重叠；如果t/77