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[科普中国]-理想自由分布

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理想自由分布是指每一资源斑块里的觅食者数量最终会形成一种平衡,即使得任何一个觅食者无论到哪个斑块都只能获得同样的适合度收益的平衡状态。

—个觅食者在其资源具有斑块状分布环境里觅食,应采用边际值原理决定其在每一个斑块中的觅食时间。1

Fretwell曾提出过一个生境选择模型,该模型假设动物个体总是选择在当时来说是最好的生境,随着两个生境中的一个被逐渐填满,其质量也会随之下降,直到下降到与另一个生境质量相等时为止,随着居住密度的进一步增加,新来个体就会继续在这两个生境内定居,但总是能大体上保持这两个生境在质量上相等,动物在生境中的这种定居过程被称为“理想自由分布”。2

概念理想自由分布是指新到达的个体能选择其繁殖的最佳生境,原栖息个体由于生境条件降低而繁殖能力下降。生境选择的总结果表现为不同等级的生境繁殖结果相同的种群分布模式。

特点理想自由分布的概念是由Fretwell和Lucas(1970)提出的,并由Fretwell(1970)将其进一步精炼。从本质上讲,理想自由分布是关于动物在一个由不同适宜度的栖所构成的空间中是如何分布的一个假设。3

在面临栖息地质量变化和自由选择栖息地的条件下,生物应当倾向于分布在资源易得的地方,这就是理想自由分布。因为种群密度增加会降低固有优质栖息地的质量,较差的栖息地最终也会被定居,理想自由分布是难以实现的, 而且一些栖息地中的生殖成功率常常会高于其他栖息地。4

理想自由分布实际上是代表着生境选择博弈中的一种ESS(进化安定战略)。因为一个个体对生境的最优选择总是依赖于其他个体怎样选择,因此,生境选择可以被看做是几个个体的博弈过程,在这个博弈过程中,只要不再有个体能够靠改变生境来增加自己的适用度,就达到了纳什均衡,在纳什均衡下,所有个体的适用度一样大,而各个体在各生境分布则是一种ESS。2

理想自由分布是一种生境选择形成的种群分布模式。在生态学中,IFD模型是描述觅食者在资源斑块中的分配方式。根据资源斑块中食物的丰富程度,觅食者按照一定的比例在各个资源斑块中聚集。“理想”是指所有的觅食者能够对资源斑块中食物的质量进行合理评价。“自由”表示觅食者能够无阻碍地在各个资源斑块移动。5

研究与运用①边际值原理使觅食者采用最经济的对策获取资源,同样,理想自由分布规律使捕食者最大限度地挖掘空间上不同斑块上的可利用资源。不论哪种觅食对策,都使捕食者迅速消耗局部的可用资源。若捕食者所处的环境为一封闭的系统,或是隔离系统,随着猎物种群的消失,捕食者种群将呈指数下降,直至灭绝。显然,理论研究结果与现实观察的捕食者-猎物系统动态似乎矛盾,因为实际观察的种群动态比模型预测要稳定得多。6

②栖息地选择理论和模型的发展经历了两个主要阶段:理想自由分布模型和空间直观的栖息地选择模型。随着对理论模型假设的放宽,近年来产生了越来越多的新模型。通过对栖息地选择过程的分析,提出了栖息地选择的几个关键环节:栖息地偏好、信息获取、行为决策及选择行为。在建立栖息地选择模型的各个关键环节上均存在大量有待解决的问题。当前对栖息地偏好的研究主要为相关分析,栖息地信息获取的过程仍然是一黑箱;对动物在栖息地选择过程中的行为决策以及对其生理状态的影响尚不了解,而解决这些问题需要生态学、认知学等多个领域的研究结果支持,也有待新的理论及方法加以充实,甚至还需要其他学科的介入。7

本词条内容贡献者为:

郭亮 - 副教授 - 中国海洋大学