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《兰州大学》 2008年
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集合种群时空动态对生态位构建的响应研究

张彦宇  
【摘要】: 集合种群理论是空间生态学研究的重要内容之一,生态位构建是进化生态学研究的最新热点。本论文选题于集合种群理论与生态位构建交叉研究的前沿领域之中,应用微分方程、元胞自动机和耦合映像格子模型,运用数学分析与计算机模拟相结合的手段,对具有生态位构建能力个体在集合种群中的续存和集合种群时空动态对生态位构建的响应两个科学问题进行了具体分析和研究。所得的主要结论如下: 1.离散变化生境上,集合种群中少量具有生态位构建能力局域种群可以入侵的条件为:生态位构建导致的单位侵占率的改变量要大于(总)灭绝率的单位改变量。特别地,当生态位构建不改变局域种群侵占能力时,则只有具有生态位构建能力局域种群的灭绝风险小才能入侵;当生态位构建不改变局域种群灭绝风险时,则只有具有生态位构建能力局域种群的侵占能力大才能入侵。 2.离散变化生境上,集合种群中少量无生态位构建能力局域种群可以入侵的条件为:生境中有足够的可供无生态位构建局域种群侵占的空斑块存在,即经典的Levins原理。 3.连续变化生境上,集合种群中少量具有生态位构建能力局域种群可以入侵的条件为:具有生态位构建能力的局域种群繁殖期望大于无生态位构建能力的局域种群。 4.连续变化生境上,集合种群中少量无生态位构建能力局域种群可以入侵的条件为:无生态位构建能力的局域种群的期望繁殖能力大于具有生态位构建能力的局域种群的繁殖期望。进一步分析可以发现,生态位构建强度越大的集合种群越容易被无生态位构建能力的局域种群入侵。 5.只有具有生态位构建能力局域种群组成的集合种群平衡时的大小,对两种局域种群能否长期稳定共存有着重要的影响。可见由生态位构建导致的生境恢复对集合种群的动态存在至关重要的影响。 6.在多种具有生态位构建能力的集合种群中,生态位构建能力的强弱是各个种续存的关键,并对种的生态序有着显著的影响。 7.集合种群中的偶数种具有相同的续存阈值,即偶数种的续存是“爆发式的”,当构建能力超过共同续存阈值后,续存种数从“0”直接变成“n/2”。而奇数种的续存阈值是随竞争能力减弱而增大的,即奇数种的续存是“逐渐式的”,当构建能力超过每个种的续存阈值后,续存种数每次增加“1”。 8.随着生态位构建系数的增加,奇数种的平衡大小单调增加,偶数种的平衡大小单调减小。在生态位构建系统的变化过程中,集合种群中出现了灭绝数为零的+1、+3、+5、+7和+9级协同演化。该结果从一个新的角度说明,生态位构建能力对集合种群的影响与栖息地破坏的影响具有等价性,只是方向相反。 9.根据生态位构建原理,以Levins模型为基础,我建立了一类更符合生态位构建能力的集合种群动态模型。该模型修正了原有模型中对正、负生态位构建区分不明确的不足。 10.根据本文提出的新模型,我发现系统存在灭绝阈值和稳定阈值。当生态位构建强度小于灭绝阈值时,集合种群将不能长期续存;当生态位构建强度大于稳定阈值时,集合种群将出现混沌动态;当生态位构建强度处于两个阈值之间时,集合种群处于稳定状态,且集合种群大小随强度增加而加大。 11.灭绝阈值和稳定阈值与侵占率分别呈现近似的线性和双曲型关系。 12.通过耦合映像格子模型模拟,我们发现随着生态位构建强度的加大,集合种群依次出现稳定的、二周期、四周期等,直至混沌的空间环形分布。 综上,本文从数学生态学的角度,系统地研究了生态位构建能力在集合种群进化过程中出现、发展及维持的条件,探讨了生态位构建集合种群时空动态的影响,揭示了生态位构建在集合种群进化过程中出现的机理,阐明了生态位构建对集合种群时空动态的影响,在一定意义上丰富和发展了传统的集合种群及生态位构建理论。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:Q141

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 齐兰;核心员工生态位构建行为的探索性研究[D];中南大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 惠苍,李自珍,韩晓卓,张锋;集合种群的理论框架与应用研究进展[J];西北植物学报;2004年03期
2 韩晓卓,李自珍,惠苍,岳东霞;物种生态位构建理论与双点位基因模型应用[J];西北植物学报;2004年03期
3 李自珍,程国栋,惠苍;绿洲防护林系统的最优控制模式及其应用研究[J];地球科学进展;2002年01期
4 韩晓卓;张彦宇;李自珍;;生态位构建的进化意义及其生态与行为响应(英文)[J];兰州大学学报(自然科学版);2007年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 廖峻涛;赵雪冰;胡劭骥;许远钊;;昆明巫家坝国际机场鸟类的时空变化及鸟击防治[J];安徽大学学报(自然科学版);2012年02期
2 胡好远;;种群内禀增长率精确值的简便求法[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年03期
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4 王景顺;吴秋芳;孙三虎;刘慧;;春季杨树苗圃主要地下害虫群落生态位研究[J];安徽农业科学;2006年19期
5 刘世旺;徐艳霞;郑永良;;连翘乙醇提取物对细菌生长曲线的影响[J];安徽农业科学;2007年24期
6 苗秀莲;窦礼正;黄继志;吕晓敏;;几种生态因子对笼养川金丝猴行为的影响[J];安徽农业科学;2008年04期
7 许扬;杨锋;高红军;;宁夏银川市湿地昆虫群落组成及多样性初步研究[J];安徽农业科学;2008年22期
8 黄族豪;刘迺发;;种群遗传学研究进展[J];安徽农业科学;2008年31期
9 金志民;杨春文;刘铸;刘春艳;;不同因子对蝌蚪生长发育的影响[J];安徽农业科学;2009年23期
10 韩宗先;吴少斌;周先容;马建伦;李宏群;;金佛山黑叶猴对阳光和降雨因子的行为对策[J];安徽农业科学;2010年06期
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1 张玉;宋翠艳;刘海涛;孙伟男;;达里诺尔湖和岗更湖瓦氏雅罗鱼血液生理指标的研究[A];第三届全国现代生态渔业管理与技术研究[C];2011年
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5 王慧;来琦芳;房文红;王建钢;;不同类型咸水的水产养殖研究[A];可持续水产养殖——资源、环境、质量——2003水产科技论坛论文集[C];2003年
6 王建红;邵金丽;车少臣;任桂芳;;北京园林绿地昆虫群落功能团的研究[A];北京市“建设节约型园林绿化”论文集[C];2007年
7 邵晨;施时迪;;繁殖期虎纹蛙形态特征和雌性性选择[A];中国动物学会两栖爬行动物学分会2005年学术研讨会暨会员代表大会论文集[C];2005年
8 原华荣;;土地承载力的规定和人口与环境的间断平衡[A];2005中国可持续发展论坛——中国可持续发展研究会2005年学术年会论文集(下册)[C];2005年
9 朱玉春;郑丽娟;唐娟莉;;知识管理环境下的企业信息管理创新[A];第三届(2008)中国管理学年会论文集[C];2008年
10 廖力夫;黎唯;常胜军;;石河子垦区鼠类群落结构划分及分析[A];生物多样性研究进展——首届全国生物多样性保护与持续利用研讨会论文集[C];1994年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 熊李虎;鸟类及其群落对崇西湿地生态恢复和生境重建的响应[D];华东师范大学;2011年
2 侯碧清;株洲市城市植物造景研究[D];中南林业科技大学;2006年
3 金晓明;米氏冰草繁殖生态学特征及种群竞争机制[D];北京林业大学;2011年
4 李奇;青藏高原东缘植物群落构建机制研究[D];兰州大学;2011年
5 赵陆强;甘南草地物种多样性与生产力的关系以及物种多样性维持机制研究[D];兰州大学;2011年
6 于志军;森林革蜱种群生态及希伯来花蜱卵蜡层抑菌分子研究[D];河北师范大学;2011年
7 朱晓青;基于混合增长的“产住共同体”演进、机理与建构研究[D];浙江大学;2011年
8 侯森林;盐城保护区底栖动物及鸻鹬类群落研究[D];南京林业大学;2011年
9 王强;山地河流生境对河流生物多样性的影响研究[D];重庆大学;2011年
10 罗栋燊;低碳城市建设若干问题研究[D];福建师范大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 仝磊;西双版纳地区鼠类食物贮藏行为研究[D];郑州大学;2010年
2 杨光;合肥城市化进程及城市森林格局动态研究[D];安徽农业大学;2010年
3 董良钜;围栏内黄麂采食选择研究[D];浙江农林大学;2010年
4 隋吉星;山东省沿岸大型底栖生物生态学研究[D];中国海洋大学;2010年
5 李兰;果树与农作物间作系统节肢动物群落动态及主要害虫监测[D];新疆农业大学;2010年
6 刘洋;新疆两种荒漠蜥蜴两性异形、食性和繁殖的研究[D];新疆农业大学;2010年
7 王金霞;萼花臂尾轮虫形态和生态特征在中国东部的空间分化[D];安徽师范大学;2010年
8 林妙春;贪食迈阿密虫的生物学特性研究[D];福建师范大学;2010年
9 李竹云;湖北石首麋鹿活动时间分配及其生态安全评价[D];中南林业科技大学;2008年
10 莫吉炜;湖南莽山国家级自然保护区两栖爬行动物公路死亡研究及生物通道设计[D];中南林业科技大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李自珍,惠苍,徐中民,刘发明;沙区植物生态位构建的数学模型及其应用研究[J];冰川冻土;2002年04期
2 纪秋颖;林健;;高校生态位构建的数学模型及其应用[J];北京航空航天大学学报(社会科学版);2006年04期
3 林忠;鞠蕾;;基于战略匹配的核心员工动态识别模型[J];财经问题研究;2008年12期
4 闫安,达庆利;企业生态位及其能动性选择研究[J];东南大学学报(哲学社会科学版);2005年01期
5 韩晓卓,李自珍,惠苍,岳东霞;物种生态位构建理论与双点位基因模型应用[J];西北植物学报;2004年03期
6 闫安;达庆利;;基于生态位构建的企业进化模型[J];华东经济管理;2009年01期
7 颜爱民;刘虎;邢华伟;;生态位构建理论及其应用[J];湖南农业大学学报(自然科学版);2007年03期
8 杨浩;;知识型企业留住核心员工的对策[J];经济管理;2007年19期
9 孔志强,邢以群;基于博弈论的核心员工激励模型的探讨[J];技术经济与管理研究;2003年06期
10 李志,何小师;"核心员工"的激励管理研究[J];科学与管理;2004年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 颜爱民;基于生态位理论的企业及其核心员工评价与匹配研究[D];中南大学;2006年
2 魏海燕;研发人员工作动力行为的探索性研究[D];复旦大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 潘蓉海;体育用品连锁店柜员工工作满意度与工作绩效关系研究[D];浙江大学;2006年
2 刘志成;企业高层管理者生态位评价实证研究[D];中南大学;2007年
3 董玉红;基于生态位的企业核心员工评价与激励研究[D];河北工程大学;2008年
4 陈雪晶;企业核心员工的需求特征及其激励研究[D];大连海事大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 李自珍,刘小平,蒋文兰;人工草地放牧系统优化模式研究 Ⅰ 人工草地的最大持续产量模型和最优控制方法及应用[J];草业学报;1998年04期
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3 李银芳,杨戈;梭梭人工林密度研究[J];中国沙漠;1998年01期
【相似文献】
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1 韩晓卓;张彦宇;;基于生态位构建的n-种群集合种群动态分析[J];生态学报;2008年07期
2 潘士虎;陈若航;唐贤健;时丽娜;;一种两层楼的元胞自动机疏散模拟研究[J];鲁东大学学报(自然科学版);2010年02期
3 翁文国;袁宏永;范维澄;;一种基于移动机器人行为的人员疏散的元胞自动机模型[J];科学通报;2006年23期
4 马明全;耿国华;;微观交通模型研究[J];西北大学学报(自然科学版);2007年02期
5 杨小雄;刘耀林;王晓红;段滔;;基于约束条件的元胞自动机土地利用规划布局模型[J];武汉大学学报(信息科学版);2007年12期
6 孙有信;汪海龙;钱勇生;王守宝;;周期边界下公交影响的双车道多速元胞自动机模型[J];系统工程理论与实践;2008年04期
7 贾斌;李新刚;姜锐;高自友;;公交车站对交通流影响模拟分析[J];物理学报;2009年10期
8 张旭;任卫;唐冬妮;唐国宁;;基于改进元胞自动机的数字保密通信方案[J];物理学报;2010年08期
9 张磊;;基于CA的南京市城市空间结构演变模拟[J];测绘与空间地理信息;2010年06期
10 王珉;艾兴;赵军;刘维民;;陶瓷材料烧结过程晶粒生长的元胞自动机模拟[J];人工晶体学报;2011年03期
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3 刘慕仁;王静;孔令江;;小世界网络上的手机短信息传播模型[A];科学发展观与系统工程——中国系统工程学会第十四届学术年会论文集[C];2006年
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7 蔡鹏;赵伟;任大鹏;;行人仿真系统中的碰撞检测与避让[A];工程设计与计算机技术:第十五届全国工程设计计算机应用学术会议论文集[C];2010年
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9 范宇;杨桂山;涂小松;;基于城市扩张的土地储备数量预测研究——以南京市区为例[A];2010年中国土地学会学术年会论文集[C];2010年
10 蒲雯;张超;杨建宇;;基于CA复合模型的农村土地利用变化模拟研究[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年
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1 徐汝梅 陈洁君;集合种群生态学[N];科技日报;2001年
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1 张彦宇;集合种群时空动态对生态位构建的响应研究[D];兰州大学;2008年
2 李新刚;基于元胞自动机模型的交通系统微观建模与特性研究[D];北京交通大学;2010年
3 贾宁;交通流元胞自动机模型的解析与应用研究[D];天津大学;2010年
4 李启朗;路口瓶颈处交通状态的相图及元胞自动机模型研究[D];中国科学技术大学;2012年
5 韩晓卓;进化过程中的生态位构建理论及其空间模拟研究[D];兰州大学;2006年
6 丁中俊;元胞自动机交通流模型中的相变现象和解析研究[D];中国科学技术大学;2012年
7 孙舵;道路交通流元胞自动机模型中的相变现象研究[D];中国科学技术大学;2011年
8 孙晓燕;交通流复杂动态特性的元胞自动机模型研究[D];中国科学技术大学;2010年
9 刘亚峰;Allee效应对不同尺度上捕食者—猎物相互作用的影响[D];兰州大学;2009年
10 许箫迪;高技术产业生态位测度与评价研究[D];南京航空航天大学;2007年
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1 何亮;集聚效应下的集合种群演化规律研究[D];南京师范大学;2011年
2 刘昊奇;生境变化对集合种群生存力和最优斑块数的影响[D];兰州大学;2012年
3 刘魏娜;基于元胞自动机模型的公交车运行仿真与分析[D];合肥工业大学;2010年
4 傅玲;教学楼学生紧急疏散的自动机模拟研究[D];广西师范大学;2011年
5 王驰宇;基于驾驶员博弈行为的城市交通元胞自动机模型研究[D];广西师范大学;2012年
6 刘学兵;基于元胞自动机模型的交通事故研究[D];东北大学;2008年
7 马俊涛;似Allee效应对集合种群动态的影响[D];兰州大学;2010年
8 马玉婷;基于驾驶员行为的入匝道元胞自动机模型研究[D];兰州理工大学;2012年
9 周忠实;龙眼荔枝卷叶蛾类集合种群构成及主要种防治技术研究[D];广西大学;2004年
10 邢华伟;基于生态位理论的核心员工职业发展研究[D];中南大学;2008年
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