16.4: Конкурентне виключення
- Page ID
- 3000
Розглянемо, що буде з двома видами, що використовують один і той же ресурс, наприклад, світло або простір або азотні добрива. Обсяг доступного ресурсу буде максимальною кількістю\(R_{max}\), за вирахуванням того, що зав'язується у всіх особин всіх видів. Оскільки\(u_i\) кількість ресурсу, прив'язаного до кожної особини виду\(i\), ресурс, що залишився в будь-який час, буде
\(R\,=\,R_{max}\,-\,u_1N_1\,-\,u_2N_2\)
Або для багатьох видів
\(R\,=\,R_{max}\,-\,u_1N_1\,-\,u_2N_2\,-u_3N_3\,-\cdots\,-u_hN_h\)
\[R\,=\,R_{max}\,-\sum_{i=1}^h u_iN_i\]
Кожен вид має своє рівняння росту, ідентичне за формою для всіх видів, але різне за критичним рівнем ресурсу\(R_i^{\ast}\), і коефіцієнтом зростання,\(m_i\):
\[\frac{1}{N_i}\frac{dN_i}{dt}\,=\,m_i(R\,-\,R_i^{\ast})\]
Залишається розглянути, як коефіцієнт зростання\(m_i\) відноситься до мінімального рівня терпимого ресурсу,\(R_i^{\ast}\). Виявляється, це компроміс між ними. Розглянемо, наприклад, вид рослини, який обмежений кількістю доступного азоту, як і рослини. А щоб мати великий коефіцієнт росту\(m_i\), рослина повинна давати рясне насіння. Щоб мати чудове використання азоту, виміряне низьким значенням\(R^{\ast}\), йому потрібні рясні коріння. Але це не може зробити і те, і інше. Існує обмежена кількість сонячної енергії для експлуатації, тому якщо рослина виділяє більше коріння, менше виділяється насінню, і навпаки.
Тому виявляється, що види, які є хорошими колонізаторами, виробляють рясне насіння, є біднішими конкурентами за ресурси, мають більш високу цінність\(R^{\ast}\). Ця ідея ілюструється вимірами, представленими на рис\(\PageIndex{1}\).
На\(\PageIndex{2}\) малюнку сформульовані компроміси для моделювання. Вид 2 зростає швидше, коли ресурси рясні. Це стосується часу 0, позначеного\(t_0\) на верхній осі.
У міру зростання популяції вони зменшують кількість ресурсів, доступних у навколишньому середовищі. У момент 1, відзначений\(t_1\) на верхній осі, вид 2 може продовжувати рости швидше, ніж Види 1, хоча запас погіршується. Але настає момент, коли ресурси виснажуються настільки, що характеристики Види 2 не дозволяють йому зібрати достатньо ресурсів, щоб зберегти свою перевагу. Це точка перетину синьої і червоної ліній на малюнку. У 2 час обидва види все ще ростуть, але Вид 1 зростає швидше. У той час 3, з ще нижчими рівнями ресурсів - знижені видами 1 - ресурс падає нижче мінімального рівня для видів 2\(R_2^{\ast}\). Швидкість росту Виду 2 падає негативна, а Види 2 починає відмирати.
Нарешті, на час 4, Species 1 виснажує ресурс до того рівня, що він може просто ледве вижити, і він стоїть на самоті, знищивши свого конкурента. Цей процес називається «конкурентне виключення».
Як це розігрується з часом, показано на малюнку\(\PageIndex{3}\). У верхній частині, Species 2 поодинці робить просто відмінно, швидко піднімаючись до його вантажопідйомності 50 і тягне ресурс вниз до його\ (R^ {\ ast}\
) з 2. В середині, Види 1 поодинці також чудово, швидко піднімаючись до його вантажопідйомності 60 і тягнучи ресурс до його\(R^{\ast}\) 1.
Але виріс разом, вид 2 робить початковий сплеск, а потім знижується. Це пов'язано з безперервним зростанням Виду 1, який перевершує його. Вид 1 просто тягне ресурс нижче рівня, на якому Види 2 можуть вижити.
Конкурентне виключення, яке передбачало, що не може існувати більше видів, ніж ресурсів, протягом п'ятдесяти років трактувалося як недоторканний закон екології. Однак у 1970-х роках це було показано не так (Армстронг і МакГі 1980). Детальніше про це далі в розділі.
