两类生态位构建模式对具有资源竞争物种的进化动态影响

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生态位构建是指生物体通过自身活动、代谢等行为来调节或者影响自身生存环境或其他生物与非生物环境中的有机体进化的过程,其主要作用机制是通过环境和有机体之间的相互反馈来影响进化过程.生态位建立理论的出现为解释不同尺度下的生态学现象提供了一种新的有效的机理和模式.本文基于目前国际上分析物种进化入侵的常用方法进化分布动态模型,着重探讨了特征依赖下的两类不同生态位构建作用模式对具有种内资源竞争的物种进化动态的影响,主要结论如下:(1)在有机体的单特征模式下,依特征调节的生态位构建作用确实能够引起物种进化轨迹的显著改变.若生态位构建核中心位于较小的特征时,会减少进化分支,且相较于不存在生态位构建的情况而言,种群密度提高;与此对应,生态位构建中心为较大特征时,该作用可维持进化多样性,尽管其破坏了原有进化的对称分布.这意味着生态位构建通过与环境长期的正反馈作用,使得具有较强依赖的种群特征差异明显,分支数虽有减少,但明显提升了优势特征的种群密度,且物种进化分支数随着构建强度的增加而减少;(2)在有机体与环境双特征耦合系统中,对称的生态位构建促使系统很快呈现明显的对称式进化分支,而非对称的生态位构建模式则打破原有对称式进化分布,显著减少进化分支数,且聚集在较小特征值一侧;(3)生态位构建强度对进化分布动态中优势特征密度的影响是显著的,在进化分布动态中加入微弱的生态位构建会使系统中优势特征的密度陡然增加;(4)系统的环境容纳量分布广度亦对进化分布动态产生深远影响影响,随着资源分布广度的扩大,特征的进化分支减少;(5)生态位构建核的宽度变化也会对特征进化分布造成影响.当生态位构建核是对称的,随着生态位构建核宽度不断增加,特征进化分支减少;当生态位构建核为非对称时,随着生态位构建核宽度的增大,特征进化分支数量增加;(6)种内竞争核宽度耦合与生态位构建强度,共同决定了生物特征的进化分布动态.事实上,随着种内竞争核宽度增大,连续性状之间存在的差异越来越大,因此使得种内竞争减少,分支数量减少.同时,生态位构建强度增加,导致在局部环境中与特征相关的生态位构建能力也增强,导致进化分支数量减少.狭窄的竞争核以及较弱的生态位构建强度可维持生态系统中的物种多样性.本文在生态位构建理论的研究中使用进化分布动态模型,直接以进化特征为研究目标,探讨其在构建作用下的进化分布模式,具有明显的创新性,这对于进一步发展生态位构建理论提供了有效的理论支持和丰富的研究模式.
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