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捕食

一种生物取食另一种生物,以获得营养而维持生活的现象。前者称捕食者(predator),后者称猎物(prey)。捕食有广义和狭义两种解释。狭义的捕食现象是指食肉动物(carnivores)取食食草动物(herbivores),如瓢虫取食蚜虫,这是典型的捕食。广义的捕食现象,除上述之外,还有3种类型:①食草动物取食绿色植物;②昆虫中的拟寄生现象

一种生物取食另一种生物,以获得营养而维持生活的现象。前者称捕食者(predator),后者称猎物(prey)。捕食有广义和狭义两种解释。狭义的捕食现象是指食肉动物(carnivores)取食食草动物(herbivores),如瓢虫取食蚜虫,这是典型的捕食。广义的捕食现象,除上述之外,还有3种类型:①食草动物取食绿色植物;②昆虫中的拟寄生现象;③同类相食(cannibalism),如草龄大幼虫取同种小幼虫。

捕食者可使猎物种群数量下降或降低其种群增长率,这是害虫的理论基础。从生物进化的观点考虑,因为较弱的和有病的猎物个体更容易被捕食,故捕食作用有利于健壮猎物种群的繁衍,这称为捕食作用对猎物的选择压效应。

与寄生的区别

主要有以下几点:①捕食者需猎取多头猎物才能维持生活,寄生物可在单一寄主上获取营养物质;②捕食者可使猎物立即致死,寄生物使寄主死亡需经过一段时间;③捕食昆虫在捕食时可自由活动,内寄生昆虫在寄生时不离开寄主;④多数捕食昆虫的幼虫和成虫都能捕食猎物,内寄生昆虫仅幼虫营寄生,成虫则自由生活。

捕食反应

捕食作用主要包括功能反应(functtional response)和数值反应(numerical response),这两种反应结合成为捕食作用的总反应。

功能反应

指不同猎物密度下,每个捕食者取食量对猎物数量的影响。霍林(C.S.Holling)1959年提出功能反应有3种基本类型(图1):

图1 功能反应的3种类型图

Ⅰ型反应

捕食者与猎物相遇率(或攻击率)呈一常数,即捕食者对猎物的捕食量随猎物密度上升而增加,且呈直线关系。但猎物存在密度阈值Nx,当超过该阈值时,捕食者不再进一步取食,即呈一常数,则捕食者攻击的猎物数量Na

捕食

式中 Ts为寻找时间(为一常数);N为猎物初始数量;a为捕食者对猎物的瞬时攻击率,即每单位寻找时间的Na/N

Ⅱ型反应

或称凸形反应,即霍林提出的圆盘方程。其特点是负加速曲线,并是逆密度制约的。大多数无脊椎动物在实验室条件下的功能反应属这一类型。其数学模型为

捕食

式中 T为捕食者发现和处理猎物的总时间;T为处置时间;a为攻击率。

Ⅲ型反应

其特点是呈S型曲线,大多数无脊椎动物捕食的功能反应属这一类型,即在一定猎物密度范围内,是受密度制约的。其数学模型为

捕食

式中bcT为常数。

数值反应指捕食者数量与猎物密度变化之间的关系,是由食物消耗引起对捕食者生长、生殖、死亡、迁移等方面产生的影响。数值反应也有3类:①正密度反应,即捕食者密度随猎物密度增加而增加;②无密度反应,即捕食者密度不受猎物密度增加的影响,捕食者可转而捕食其他猎物;③负密度反应,在猎物密度增加时,捕食者与其他捕食者的竞争导致密度下降,这种数值反应是不稳定的。

猎物密度对捕食者发育速率和生殖率的影响,贝丁顿(J.R.Beddington,(1976)曾提出以下数学模型:

对发育速率的影响

捕食

式中 1/D为捕食者发育速率;aBK为常数,a′为捕食者瞬时攻击率。

对生殖率的影响

两者呈线性关系时用下式表示

捕食

式中 F为捕食者生殖率;N为捕食猎物数;eλcK为常数,其中e为平均每卵的生物量。若捕食者生殖率与猎物密度呈非线性关系时,可用下式表示

捕食

总反应

捕食者的捕食率,在一定的猎物密度范围内呈上升趋势,而超过此范围又逐渐下降,显示了捕食作用对猎物密度呈直接密度制约关系。