集合种群(metapopulation),是由生态学家Richard Levins于20世纪60年代最先明确提出的生态学名词。
概念释义
名词解释
集合种群所描述的是生境斑块中局域种群的集合,生境斑块中的局域种群在空间上存在隔离,彼此间通过个体扩散而相互联系。分布在相互隔离的斑块上的小种群为局域种群。局域种群的数量可能由于出生、死亡、迁入、迁出等原因变动很大,也可能灭绝。在一个区域内所有的局域种群构成一个集合种群。在这个集合种群内部各局域种群通过相互的迁移彼此联系。因此,尽管各局域种群数量变动很快,甚至灭亡,但从集合种群整体上来看,种群数量可能比较稳定,因为来自其他局域种群的新个体可能会迁入灭亡种群所占据的斑块。
主要特点
一个典型的集合种群,应满足下列4个特点:
历史沿革
1931年,Wright提出
遗传漂变理论,涉及集合种群内容,指出存在局域灭绝和重新定殖的种群进化过程可能会快一些。
1954年,Andrewartha和Birch撰写《动物生态学》一书,该书涉及到真正具有生态学内涵的集合种群概念。通过大量昆虫种群生物学实验的数据比对,他们发现,长期以来为人们所接受的种群控制理论中密度制约学说是站不住脚的,局域物种的灭绝是一种普遍现象。同时,他们也认识到在空白地域物种重建的可能性。但是,由于人们当时对于种群密度调节制约的无条件接受,使得这一刚刚萌芽的集合种群概念沉寂了十余年。
20世纪60年代,Richard Levins最先真正使用集合种群一词。尽管在早期的研究中,学术界已注意到局部种群的频繁灭绝和新的局部种群不断建立的过程,但Richard Levins从一个较为全新的角度研究了这一问题,为集合种群的发展奠定了基础。
测度方法
一个集合种群的大小是以在某时刻已被占据的生境斑块的比例或者数量来测定的。因此,集合种群动态是指被占据生境斑块的比例随时间变化的过程。如果定义p(t)为t时间已经被一个种群所占据的生境斑块的数量与总的生境斑块的数量之比,以H表示总的生境斑块数量,h(t)表示t时刻已经被占据的生境斑块的数量,则p(t)=h(t)/H。
名词辨析
集合种群概念与岛屿生物地理学理论之间的联系和区别
集合种群概念和
岛屿生物地理学中的平衡理论的一个共同的基本过程为个体迁人并建立新的局部种群以及局部种群的灭绝过程。
岛屿生物地理学理论和集合种群概念之间有较为明显的差别:
价值意义
集合种群是保护生物学所关注的热点,因为在生物多样性保护工作中,需要科学地考察所研究地区的空间范围、种间和种内差异,有较多以前是连续分布的物种,由于生境的破碎化而以集合种群的方式存在,物种的灭绝也往往经历了集合种群的阶段。集合种群理论揭示了人类活动所造成的物种灭绝,事实上是从局部灭绝开始的,局部灭绝的后果可能导致物种的最后灭绝。
应用领域
生态学家已注意到,由于各种各样的原因导致了生物种群栖息地破碎化,从而形成空间上具有一定距离的生境斑块(habitat patch)。同时也正是因为栖息地的破碎化,使得一个较大的生物种群被分割成为许多小的局部种群(local population)。由于栖息地破碎化,致使那些破分割的小的局部种群随时都有可能发生随机性灭绝,但同时又由于个体在破碎化的栖息地,或者说是在生境斑块之间的迁移作用,又能使那些还没有被占据的生境班块内建立起新的局部种群。通常情况下,集合种群可在上述过程的研究中得到应用。集合种群概念也已广泛应用于景观生态学、理论生态学和保护生物学等领域,其应用主要涉及环境破碎化、种群动态以及自然保护区的设计等,对景观管理和自然保护有潜在使用价值。