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沃尔泰勒模型 |
分类: 生物知识 |
(转载)08天津卷第5题背景材料:生态学中的一个著名的数学模型———洛特卡—沃尔泰勒模型(1925,1926)描写了捕食者和猎物两个物种的相互关系。其结果是形成周期性振荡,捕食者种群滞后于猎物种群的波动。高斯(1934)试图用实验来检验这一模型。他用草履虫和一种捕食它的栉毛虫做实验,但是不论初始条件如何,栉毛虫总是把草履虫吃光,而后自己饿死,并没有出现预期的周期性震荡。他通过给草履虫增加一些“避难所”而引入空间异质性,结果是栉毛虫把避难所外的草履虫吃光,而后自己饿死,藏在避难所中的草履虫则大为增长。然而人工增加“迁入”后,出现了预期的周期性振荡,但是维持的时间长短不一。这个实验说明了“迁入”确实有益于两物种的持续共存,但是以增加“避难所”来提高空间异质性并没有发挥什么作用。胡法克(1958)认为高斯系统过于简单。他以柑橘、植食性螨和捕食性螨为实验对象,将柑橘与橡皮球混合起来,造成不同程度的空间异质性,加入凡士林作为阻断以增加扩散的困难,只要柑橘和橡皮球混合的比例恰当,最终在空间异质性程度较高的情况下出现了周期性震荡。这就好像一个猫捉老鼠的游戏,某一个地方的老鼠被吃光了,但是其它地方的老鼠种群又繁殖起来,形成了“此起彼伏”的动态变化。这两个著名的实验以及随后的一些实验都给了我们一个重要的启示:空间在生态学中具有不可忽视的作用。