寄生入侵对循环竞争系统动态的影响

寄生感染能够通过调节宿主种群的种间竞争关系影响种群动态,进而干扰整个竞争群落的稳定性与物种多样性。通过构建寄生物种干扰下的循环竞争系统,探讨不同时间尺度上的种群动态与物种续存对寄生特征的响应机制。模拟结果显示,寄生物种的入侵是影响循环竞争系统不稳定性的重要驱动因素之一。首先,寄生的入侵能够显著改变种群周期振荡模式,导致寄生调节的竞争系统在大时间尺度上呈现群落水平上的周期振荡,小时间尺度上呈现单种群的周期振荡。同时,种群生物量的时间序列自相关性和偏自相关性分析显示,大时间尺度上的群落周期振荡和小时间尺度上的种群周期振荡动态均是平稳的时间序列。其次,寄生入侵可导致阶段性平衡动态下的两物种灭绝,续存单物种的周期振荡动态,而局部稳定状态下,寄生入侵可引起循环竞争系统中三物种呈现完全一致的周期性振荡。同时,寄生循环竞争系统在达到平稳的过程中,产生生态系统中的瞬时动态行为,即两种动力学行为上突然转变的现象。此外,寄生物种的三个主要特征参数(传播率,脱落率以及致死率)均被证实能够改变大时间尺度或小时间尺度上的周期大小以及对应的物种丰富度。总之,寄生物种的入侵能够显著地改变竞争群落的稳定性与物种多样性,具有一定的研究意义。

高阶相互作用对宿主⁃寄生群落动态的影响

物种间相互作用是影响生物群落稳定性和多样性的重要因素。基于Lotka⁃Volterra竞争模型,通过构建多宿主种群的种内和种间高阶相互作用模型,研究宿主种群的间接竞争效应对寄生群落动态的影响机制。为有效地揭示高阶作用对种群动态的影响,通过对比宿主⁃寄生群落的现象模型以及机制模型,利用机制模型产生的合理数据集对现象模型中高阶项的参数进行拟合,进而探讨了高阶相互作用在群落动态中的作用。结果显示,完整的高阶相互作用模型在描述多宿主⁃寄生系统的群落动态中表现最优,而直接相互作用模型对群落动态的描述相对较差,即同时考虑种间和种内的高阶相互作用模型更加符合机制模型所描述的群落动态。此外,种内高阶作用和种间高阶作用产生不对称效应,宿主间的种间高阶作用对群落产生的影响较种内高阶作用更为显著。该研究结果在一定意义上丰富了宿主⁃寄生生物群落的稳定性研究,为理解物种间相互作用的多样性研究提供了依据。