两个种群随机共进化动态

本文研究同时考虑内外部博弈的两个种群的随机进化动态,博弈的双方个体既可以来自不同种群,也可以来自同一种群,不同种群个体之间的博弈为非对称的,同一种群个体之间的博弈为对称的.我们首先介绍由四个收益矩阵描述的两个种群博弈模型,然后通过突变-选择Moran过程分析了这种随机共进化过程,最后推导出中性选择及弱选择时策略均衡频率的公式.     

聚果榕榕果小蜂种群分布格局及其生境和季节差异比较

采用多个指数对西双版纳地区聚果榕榕果小蜂的种群分布格局进行了检测,并重点运用基于方差/均值比率法的t值测度比较了其生境和季节差异.结果表明,6种聚果榕榕果小蜂的种群分布格局皆呈聚集分布;传粉小蜂聚集强度在生境序列上,原始雨林≈严重干扰地段中度干扰地段,在季节序列上,雨季>干热季>雾凉季;非传粉小蜂不同种类不同性别随着生境和季节变化皆表现出明显的聚集强度差异.对各种聚集强度变化的发生机理与其对聚果榕传粉者互惠共生体进化稳定性进行了讨论,认为保护榕树、保护榕树和传粉昆虫互惠共生体的重点应放在保护其原始森林生境方面.     

聚果榕榕果小蜂种群分布格局及其生境和季节差异比较

采用多个指数对西双版纳地区聚果榕榕果小蜂的种群分布格局进行了检测,并重点运用基于方差／均值比率法的t值测度比较了其生境和季节差异．结果表明,6种聚果榕榕果小蜂的种群分布格局皆呈聚集分布;传粉小蜂聚集强度在生境序列上,原始雨林≈严重干扰地段>>中度干扰地段。在季节序列上,雨季>干热季>雾凉季;非传粉小蜂不同种类不同性别随着生境和季节变化皆表现出明显的聚集强度差异。对各种聚集强度变化的发生机理与其对聚果榕-传粉者互惠共生体进化稳定性进行了讨论,认为保护榕树、保护榕树和传粉昆虫互惠共生体的重点应放在保护其原始森林生境方面。     

塔里木河上游灰胡杨种群生活史特征与空间分布格局

灰胡杨是荒漠地区特有的珍稀渐危植物,主要分布在塔里木河流域,是塔里木荒漠生态系统的关键种之一。在塔里木河上游选择具有代表性群落设立5 hm²研究样地,应用相邻格子法进行每木调查,从年龄结构、生命表特征、存活曲线、生存分析以及种群不同发育阶段个体空间分布格局等方面研究了灰胡杨种群生活史动态特征与空间分布规律。结果表明:塔里木河上游灰胡杨种群结构整体上呈钟型,幼树个体较少,成年个体较多,属暂时稳定型种群;不同生境种群结构不同,随河流走向种群结构由稳定型转为衰退型。种群存活曲线趋于DeeveyⅡ,生存率呈单调下降趋势,中期(Ⅵ-Ⅸ)降幅较高;危险率呈上升趋势,于Ⅸ龄级出现危险率与死亡率、消失率高峰,生命期望单调下降,反映种群生存力下降的趋势。灰胡杨种群空间分布格局总体上为聚集分布,因生境不同空间格局发生变化,这是种群适应环境压力及与环境协同进化的结果;种群空间格局随发育进程而变化,从幼龄到中、大龄,种群分布格局的聚集强度减弱并逐渐转变为随机分布,这是种内竞争强度变化的结果。环境因子与种群分布多度的相关与逐步回归分析表明地下水位是影响种群分布的主要因素。可见,塔里木河上游灰胡杨种群结构与空间分布格局随生境和时间发生变化,环境因素和生物因素是影响灰胡杨种群生态特征的两个主要原因。     

黄土高原丘陵沟壑区天然沙棘种群空间分布格局研究

经实地踏查,在黄土高原丘陵沟壑区陕西富县天然沙棘林区,设置10个10 m×10 m样地,采用离散分布理论拟合和聚集强度测定方法,对不同生境和年龄阶段的沙棘种群的空间分布格局及其动态进行了系统研究,以探讨沙棘种群分布格局动态特征.结果显示:(1)沙棘种群空间分布格局属聚集型,在6.25 m2面积上聚集强度较大.天然条件下,种群聚集强度最大的取样尺度,是其种群更新的最佳面积.(2)沙棘种群空间分布格局随海拔上升,聚集强度降低;阴坡的种群分布聚集强度总是大于阳坡.(3)随着种群年龄增加,分布格局由聚集型向随机型过渡,聚集强度减弱.在幼、老龄期聚集性最强的格局尺度为25.00 m2,中龄期为6.25 m2、25.00 m2.研究表明,天然沙棘种群的空间分布格局与其生物生态学特性、生长阶段以及生境条件关系密切,在保护与利用中应针对不同生境的差异以及不同生长阶段的特性进行适度人为干扰,促进种群的生长、更新和群落发育.     

胁迫环境中的进化拯救

生物种群面临致死环境胁迫时能够通过适应性进化摆脱灭绝的命运,这一过程称为进化拯救.进化拯救发生过程中,种群的基因型和表型性状的分布以及生态适合度会发生迅速且显著的改变.进化拯救的发生概率既取决于种群的特征,也受胁迫环境属性的影响;进化拯救发生的机会将随着遗传变异供应的增加和环境选择强度的降低而增加.本文梳理了影响进化拯救概率的主要生物和非生物因素.本文也介绍了有关群落水平进化拯救和自然界中进化拯救的研究进展;讨论了群落水平进化拯救不一定与单物种种群进化拯救具有相同规律的可能原因,强调了实验室研究中所发现的进化拯救也可能与自然界中的进化拯救不同.本文最后展望了进化拯救领域未来的发展方向.     

扎龙湿地丹顶鹤繁殖生境质量变化

基于1996和2004年扎龙湿地丹顶鹤生境因子专题图,通过建立生境适宜性模型和种群格局最邻近体模型,定量分析了扎龙湿地丹顶鹤繁殖生境质量的变化.结果表明：研究期间,扎龙湿地丹顶鹤繁殖适宜生境经历了面积丧失和功能丧失过程;2004年,研究区内丹顶鹤繁殖适宜性生境已大量丧失,核心区繁殖适宜生境已经严重斑块化.丹顶鹤繁殖生境选择行为对生境质量变化的响应表现为两个过程：一是丹顶鹤巢址不断向核心区集中的过程,二是在核心区的分布格局经历了从均匀分布到成群分布的生态过程.     

栓皮栎种群的性状分化与地理变异性研究

同一种群个体在不同的环境条件下会表现出一定的性状分化．这种由于地理差异引起的种群间性状的变件,反映了种群应对不同生境条什的进化方式和适应对策。研究表明：不同生境的栓皮栎种群性状参数分化差异明显。栓皮栎种群的叶柄长、叶长、叶宽、栓皮厚度、种长和种宽随纬度呈现出二次抛物线关系;叶柄长、叶长和栓皮厚度随海拔高度晕现明显的二次抛物线关系;叶宽和种宽随海拔高度的变化呈现出明显的正线性相关;种长与海拔的关系为一种典型的负线性相关。可见,由于纬度和海拔梯度的连续变化,使与之相关的生境因子也呈现出一个渐变的过程,塑造出在性状特征上有差异的种群。因而,当种群性状参数随地理纬度和海拔的变异模式确定后,就可以大体揭示种群性状分化的规律和变化趋势。     

生境破碎化对食果动物及种子传播的影响

食果动物与依赖其传播种子的植物间在进化过程中形成互惠关系,生境破碎化往往干扰种子传播过程,继而破坏这种关系.生境破碎化通常降低食果动物的多样性,但亦有相反的情况出现.食果动物对生境破碎化的适应能力不同,泛性森林动物和广食性动物具有较强的适应性.生境破碎化对依赖动物传播的植物影响有差异,多数植物受到负面影响,但也有一些植物不受影响,甚至受益.动物在破碎生境中对种子传播的有效性是种子搬运量、传播距离、种子萌发及种群建立等环节的综合效果.破碎化生境中种子的搬运量与动物的觅食行为和食物选择有关;种子传播距离受食物资源可获得性的改变和生境斑块异质性的影响;种子萌发和更新种群建立成功与否决定于是否存在有效的种子传播者.生境破碎化如何影响种子传播以及动植物相互关系,尤其是异质斑块的空间分布如何影响食果动物的传播有效性、破碎化生境下动植物互惠共生关系如何建立,生境破碎化导致的植物入侵对本地植物种子传播的影响是未来需要深入研究的问题.     

不同光照条件下聚花过路黄的克隆构型和分株种群特征

以都江堰灵岩山常绿阔叶林林下、林缘和林缘旷地3种不同光照环境中匍匐茎草本聚花过路黄(Lysimachla congestiflora)为对象,对其匍匐茎节间长、分枝强度、分枝角度、分株种群密度、分株种群生物量等指标进行了测定和分析．结果表明,聚花过路黄的匍匐茎节间长、分枝强度、分株种群密度和分株种群生物量在3种生境间差异显著．Kruskal Wallis检验表明,匍匐茎节间长度和分枝角度的频次分布在3种生境间差异显著．3种生境中匍匐茎节间长度分布偏斜度(skewness)的大小分别为：林缘旷地>林缘>林下．林缘旷地与林缘和林下生境在分枝角度、分株种群高度和分株种群根冠比差异显著,而且林缘旷地生境中分枝角度分布偏斜度最小．林缘和林下生境在分枝角度、分株种群高度和分株种群根冠比差异不显著．从林缘旷地、林缘到林下,聚花过路黄的克隆构型和分株种群特征发生了相应改变．结合克隆植物对资源的利用对策,讨论了不同生境中聚花过路黄克隆构型和分株种群特征可塑性的生态适应意义．     

丹顶鹤(Grus japonensis)东、西种群巢址选择的分异

丹顶鹤(Grus japonensis) 大陆种群以布列亚山-小兴安岭-张广才岭为界分为东、西两部分.2004～2005年,通过实地测量丹顶鹤东、西种群主要繁殖地的31处巢址的生境因子并进行统计学分析发现:丹顶鹤东、西种群巢址的芦苇密度、苇丛面积及巢距干扰源距离的差异显著(P﹤0.05);采用系统聚类分析的方法可将位于5 个保护区的丹顶鹤巢分成两类,且两类鹤巢分属东、西种群;丹顶鹤东、西种群巢址选择的分异不仅表现在单个生境因子的数量差别,还表现为群体采取不同的隐蔽对策;丹顶鹤东、西种群营巢对水深和芦苇高度的选择稳定一致.生境丧失作为外因通过丹顶鹤的"K生活史"特征起作用,导致丹顶鹤东、西种群的巢址选择具有群体特征.     

生境破坏的模式对集合种群动态和续存的影响

构建了空间关联的集合种群模型,该模型不但包含了种群的空间结构信息,而且引入了破坏生境的全局密度和局部密度两个指标,它们描述了破坏生境的模式.模型揭示了破坏生境的空间分布格局复杂地影响了集合种群的动态和续存,破坏和未破坏生境斑块的均匀混合不利于集合种群的增长和续存,而生境类型聚集分布可以促进集合种群的快速增长和长期续存;对于两种斑块类型相对均匀混合的生境来说,均匀场假设可能会高估集合种群的续存,对于相对斑块类型高度聚集的生境,均匀场假设可能会低估集合种群的续存;物种的迁移范围也会影响集合种群的续存,迁移范围越大的物种越容易抵御生境的破坏而免遭灭绝.这意味着在生物保护中不能仅仅考虑生境的恢复和斑块质量的改善,生境结构的构建也是很重要的,加强生境斑块之间的连通性也有利于物种的长期续存.     

濒危植物梵净山冷杉野生种群结构及动态特征

梵净山冷杉(Abies fanjingshanensis)是国家一级保护植物,是中国贵州特有的珍稀濒危植物.通过实地踏查在梵净山冷杉主要分布地选取2个斑块,调查分析其种群年龄结构特征,量化确定种群结构类型,并运用时间序列模型预测种群数量动态,对比不同生境下的异同点,以揭示梵净山冷杉的种群结构及动态特征.结果表明:(1)梵净山冷杉种群属于增长型,Vpt′=0.005 9,表明该种群趋近于稳定型;种群结构在发展过程中存在一定的波动性,种群生长前期个体数多于生长后期;存活曲线趋于Deevey-Ⅲ型;幼苗不足和幼树、小树的死亡率高是种群濒危的重要原因.(2)时间序列预测分析表明,梵净山冷杉种群具备一定的恢复能力,未来2、4和6个龄级时间后种群个体数均呈现小幅度的增加趋势.(3)不同生境条件下,种群结构差异不大,生境一的种群结构增长性略大于生境二.     

基于微生物模型的合作行为进化研究进展

生物间的合作行为如何在自然选择过程中显示出对欺骗者的优势,一直以来都是进化生物学上的经典问题。实验室构建的具有合作行为的微生物种群是研究这一问题的良好素材。本文综述了几种基于微生物模型的合作行为进化理论,如亲缘选择理论、辛普森悖论、竞争抑制理论、进化博弈理论等,对其中涉及到的微生物模型进行介绍和评价,并展望其研究前景。     

生境概率预测值转换为二元值过程中4个阈值选择方法的比较评估——以珙桐和杉木生境预估为例

物种生境模型预测结果通常是概率性的,然而在具体的保护管理等实践应用过程中通常需要基于二元值(存在/不存在)的分布图,此时就需要把概率性的预测结果转化为二元值,在此转化过程中就涉及阈值选择问题。此外,在评估模型预测准确度的时候,多数评估指标也需要选择一个阈值用于转化概率预测结果,这个阈值选择对于模型预测准确度也会有极大的影响。然而阈值选择却是物种生境模拟不确定性研究中较少涉及的领域。"随机森林"既可以生成物种生境概率分布图(回归算法)也可以生成二元分布图(分类算法),然而还未见对两种预测方式的比较研究。该文以珙桐(Davidia involucrata)和杉木(Cunninghamia lanceolata)为例,分别采用"随机森林"的分类算法和回归算法预测其生境二元分布图和概率分布图,通过4个不同阈值选择方法(默认值0.5、MaxKappa、MaxTSS和MaxACC)把概率预测图转换为二元分布图,进而比较分析转换结果对模型预估的影响。珙桐不同阈值选择方法所确立的阈值之间存在显著差异,而杉木没有显著差异;两物种模型准确度之间没有显著差异;在预测两物种未来气候条件下的生境面积变化、生境分布区迁移方向和距离以及最适宜海拔分布高度变化时,二元值转换后的回归算法与分类算法之间存在显著差异,但回归算法中各阈值选择方法之间没有显著差异。空间生境分布图的相似性分析表明MaxKappa和MaxTSS法具有最大相似性,分类算法与4种阈值选择方法之间具有最大差异。     

一个具有年龄结构的博弈理论模型的研究

考虑一个鹰-鸽博弈的模型.在这个模型里,动物只知道自己的年龄,而不知道对方的年龄.对于这一个博弈模型,将会证明,在进化的平衡点上,存在两个不同的年龄临界点x1和x2(不妨设x1小于x2),并且年龄在这两个临界点之间的动物将会选择鹰策略;而年龄小于x1和年龄大于x2的动物将会选择鸽子策略.在这里,战争发生的可能性大小定义为:当两个个体相遇时,双方都选择鹰策略的概率.进一步,即使动物仅知道自己的年龄,那么在进化稳定性上战争发生的可能性大小也要比标准的鹰-鸽博弈中战争发生的可能性大小要低.     

生态位构建对具有资源竞争物种的进化分布动态的影响

生态位构建是有机体通过自身活动、代谢等行为调节或影响其环境或其他生物有机体的过程,进而导致有机体在自然选择过程中产生不同的进化轨迹。已有研究结论是基于双位点种群遗传模型、基于个体模型以及及元胞自动机模拟模型得出的。目前分析物种进化入侵的常用方法之一是进化分布动态模型。通过引入该方法,着重研究了依特征调节的生态位构建作用对具有种内资源竞争的物种进化动态的影响。结果表明:依特征调节的生态位构建确实能够引起物种进化轨迹的明显改变。若生态位构建中心位于特征值较小的特征时,将减少进化分支,且相较于不存在生态位构建的情况而言,种群密度提高;与此相反,生态位构建中心为特征值较大的特征时,生态位构建维持进化多样性,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,使具有较强依赖的种群特征出现明显差异,分支数虽有减少,但显著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。强烈的种内竞争和较弱的生态位构建作用将有利于维持种群的进化多样性。     

内蒙古锡林郭勒高原大针茅种群分株构件数量性状的地理变异研究

采用单因素方差分析、变异组分分析和分形几何学的原理和方法,对内蒙古锡林郭勒盟不同气候条件下的三个大针茅种群分株构件数量性状进行了研究,并结合它们所在生境特点对所得结果进行了分析。结果显示：（1）整个生长季内,不同种群大针茅营养枝高度的生长模式不同;营养枝高度和生殖枝高度在种群间差异显著,且多数变异存在于种群之间;（2）在不同生长期内,大针茅种群地上部干重与植株高度之间存在显著的分形关系;在无强度干扰的情况下,大针茅种群营养枝分形维数的大小与大针茅营养枝地上部干重的累积程度是一致的;但在长期严重干旱条件下,分形维数值表现为快速增加;（3）整个生长季内,同一生境条件下大针茅种群营养枝地上部干重与植株高度之间也存在显著的分形关系,且不同样地间分形维数值差异显著。不同生境条件下大针茅种群分株构件数量性状的差异是对所在生境长期适应、自然选择的结果。     

菲菊头蝠不同地理种群回声定位声波差异及其影响因子

回声定位声波地理差异及其形成原因是蝙蝠生态学研究领域一个基本而关键的问题,对于探索物种生存机制、物种形成及其保护具有重要科学意义。本研究从较大地理尺度上(9个地理种群)研究了菲菊头蝠(Rhinolophus pusillus)回声定位声波结构的地理差异,并进一步探讨了影响回声定位声波地理种群差异的因素。结果表明,菲菊头蝠雌性的体型较雄性略大,其主频较高。不同地理种群之间回声定位声波差异明显,包括脉冲持续时间、脉冲间隔、主频以及带宽在不同的地理种群之间均表现出一定程度的差异。进一步分析发现,不同地理种群之间的雌性菲菊头蝠前臂长和体重均与主频呈较弱的负相关,降雨量与雌性的主频呈较强的正相关;而不同地理种群之间的雄性前臂长、体重和降雨量与回声定位声波参数均无相关性;此外,地理距离、温度、湿度均与雌雄回声定位声波参数无相关性。本研究结果表明,菲菊头蝠不同地理种群间的回声定位声波出现明显差异,其中,体型和降雨量为主要影响因子,说明蝙蝠回声定位叫声的进化主要受到了当地生境的影响,表现出动物对不同生境的适应性进化。     

内蒙古锡林河流域不同生境中羊草的克隆构型和分株种群特征

 克隆植物的形态可塑性在基株和种群水平上分别表现为克隆构型和分株种群特征的变化。研究对象为内蒙古锡林河流域草地、林地、沙地3种生境下的羊草(Leymus chinensis)种群,通过对羊草根茎节间长度、间隔子长度、分枝强度、分枝角度、株高和分株密度等指标的测定和分析,对这3种不同生境中羊草的克隆构型及分株种群特征进行了研究。结果表明羊草克隆构型相关特征,如,根茎节间长度,根茎节间长度频次分布格局、间隔子长度、间隔子长度频次分布格局,在不同生境差异较大。同时,羊草的分枝角度在不同生境间差异显著。而每间隔子所