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破碎栖息地中物种灭绝机制（10页）

花匠小妙招
2025-01-03 00:45

破碎栖息地中物种灭绝机制刘会玉;林振山;孙燕;杨周;原艳梅【摘要】栖息地毁坏既会直接降低物种多度，又会间接地降低物种迁移繁殖力，同时还会改变原有的种间平衡.尽管已有研究表明栖息地毁坏是物种灭绝的主要原因之一，但是尚未揭示破碎的栖息地中物种灭绝的驱动机制.通过元胞自动机模拟了物种灭绝对栖息地毁坏空间异质性响应的基础上，进一步研究了栖息地毁坏和种间竞争对物种灭绝的影响.结果发现:强物种的灭绝主要来自栖息地毁坏，而弱物种的灭绝，在随机毁坏下，主要由栖息地毁坏与种间竞争共同决定，而在边缘毁坏下则主要由种间竞争所弓I起的.栖息地毁坏与种间竞争共同弓I起的物种灭绝的时间非常短而栖息地毁坏或种间竞争所引起的物种灭绝时间则较长. 【期刊名称】《生态学报》【年(卷)，期】2008(028)008 【总页数】7页(P3668-3674) 【关键词】栖息地毁坏;种间竞争;间接效应;灭绝机制【作者】刘会玉;林振山;孙燕;杨周源艳梅【作者单位】南京师范大学地理科学学院，南京,210046;江苏省环境演变与生态建设重点实验室，南京,210046浦京师范大学地理科学学院，南京,210046;江苏省环境演变与生态建设重点实验室，南京,210046浦京大学国土资源与旅游学系，江苏，南京,210093;南京师范大学地理科学学院，南京,210046;江苏省环境演变与生态建设重点实验室，南京,210046浦京师范大学地理科学学院，南京,210046;江苏省环境演变与生态建设重点实验室,南京,210046 【正文语种】中文【中图分类】Q141 已有研究表明物种灭绝与栖息、地毁坏之间有着紧密的联系［1 ~4］。栖息、地毁坏对种群的影响可以分为直接效应和间接效应［5］:栖息、地毁坏不只是由于面积的减小而带来物种多度的直接减小（直接效应）；同时，栖息、地毁坏还带来栖息、地的破碎，导致斑块间的隔离，使得新生个体迁移到毁坏的斑块上将不能存活，即降低了有效迁移繁殖率（间接效应）。与此同时，在多物种共存的群落里，物种之间必然存在着竞争（本文中的竞争是指对栖息、地空间的竞争），表现在由于强物种入侵而死亡以及弱物种后代入侵强物种失败。与此同时，栖息、地毁坏还会改变集合种群的结构，从而改变原有种间竞争的平衡。尽管已有大量研究模拟了物种灭绝对栖息、地毁坏的响应［6 ~ 14］,然而并未揭示破碎栖息、地中，物种灭绝究竟是因为栖息、地毁坏直接或间接的影响，或者是种间竞争变化的影响。刘会玉等［13 ］通过元胞自动机和分形模拟了集合种群动态对栖息、地毁坏空间异质性的响应，本文在该文的基础上进一步分离出栖息、地毁坏直接、间接效应和竞争效应对集合种群动态的影响，从而确定物种灭绝的直接驱动机制。从而为保护不同物种在破碎栖息、地中的长期续存提供一定的理论依据。 1模型目前，研究栖息、地毁坏对集合种群动态和续存的影响的模型主要有两大类：空间隐含模型和空间显含模型。空间显含模型可以在一定程度上描述栖息、地结构对集合种群动态和长期续存的影响［6,7］,而这是空间隐含模型所无法实现的；另外该类模型还可以研究种间相互作用的后果［15］和种群领域性行为［16］。而其中的元胞自动机模型在计算机上比较容易实现，是空间显含模型的代表。在本文中，定义模式为一个连续时间的马尔可夫过程。构建一个具有周期性边界的 100x100的元胞空间，将系统等分成若干个小正方形的网格，每个网格表示一个元胞。每个元胞都有3种状态，即永久毁坏，空白可居住，以及被n物种中的某 —物种所占有。如果元胞状态为0，认为这个元胞是永久毁坏的，不能被任何物种占有；如果状态为1,认为该元胞为强物种1所占有，如果状态为2，认为该元胞为物种2所占有，依此论推。而如果元胞处于n + 1状态，那么表示该点空白。初始的时候，将有D（栖息、地毁坏率）比例的斑块毁坏（即元胞状态为0）,并以（即各个物种的多度）的比例随机地对元胞进行状态赋值。对于每一模拟步长，元胞状态根据以下规则进行更新：（1）如果元胞状态为12...,n,那么这些元胞将以ci（物种i的迁移繁殖率）的概率产生后代，并向最近8个邻域（摩尔邻域）元胞侵占。其中，强物种种群的后代可以入侵比自己弱的物种种群所居住的元胞和空白的元胞；而弱物种种群只能入侵比自己更弱的物种种群所居住的元胞和空白的元胞，否则，入侵失败，后代死亡，如：物种1的后代可以入侵到物种2,3,...,n所居住的元胞，并替代该弱物种，而最弱物种 n则只可以侵占空白元胞； 2）如果一个元胞状态为12...,n,那么将以mi（物种i的死亡率）的概率死亡，即该元胞空白，状态转为n + 1。在每一模拟步长，统计了物种i的个体总数，由于栖息、地毁坏而直接死亡的个体