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生态位构建是指有机体通过选择、活动和新陈代谢,部分的毁灭和创造自身生态位、改变环境,进而改变其环境中非生物与生物的自然选择源的能力,其主要机制是有机体与环境在进化过程中产生反馈,从而使进化成为自然选择与生态位构建共同作用的过程.生态位构建理论作为生态学中的基本核心理论,它的提出扩展和丰富了现有的进化思想,为物种适应性的研究提供了新颖的理论依据,也为解释不同尺度上的生态学现象提供了有效的机理模式.本论文正是选题于该领域的主要研究热点:生态位构建行为对捕食-竞争系统中时空动态的影响.捕食-竞争系统是自然界普遍存在的生态系统,具有典型代表性,通过研究该系统下生态位构建作用对各物种数量及其空间分布的影响,将有助于进一步丰富生态位构建理论.论文主要采用两种研究方法.一是构建微分动力系统模型,利用相平面分析及数值解对系统的平衡点及稳定性进行阐述,这种方法可以显示系统中各物种数量随时间的变化趋势,即时间动态.二是建立相应反应扩散方程的空间显含模型,运用Matlab软件模拟,研究系统各物种的空间分布模式与结构的变化,即空间动态,从而弥补空间隐含模型对空间结构研究的不足.文章将分为四个部分:一、介绍生态位构建理论及其对于生态学的重要意义,阐述生态位构建理论的发展过程及当前研究进展,并对后面要用到的基本数学模型及原理进行介绍;二、建立具有不同生态位构建行为的捕食-竞争模型,通过对上述模型的数值模拟结果探讨生态位构建行为对于捕食-竞争的时间动态的影响;三、对普遍存在的典型构建行为建立反应扩散模型,通过数值模拟结果探讨典型构建行为对于捕食-竞争的空间扩散的影响;最后是对主要结论的总结和展望.通过数值模拟研究,文章得出以下4条主要结论:(1)物种的生态位构建行为并不会对捕食-竞争系统的稳定性造成破坏,只会对系统中各物种的数量水平造成影响;(2)具有生态位构建行为的物种通过构建行为有效提升了自身在系统中的竞争力,使其能够在不利的环境中依然维持与竞争物种共处的平衡状态;(3)生态位构建行为加强了构建物种的空间扩散能力,促使构建物种迅速迁移至有利于自身生存的空间生境中,成为捕食-竞争系统中的稳定生存物种;(4)由于可供分配的资源有限,有机体的构建行为与扩张行存在trade-off关系,这一关系使得有机体的空间区域维持在一定的平衡状态,不会出现无限制的空间扩散.