Størrelsesasymmetrisk konkurranse - Size-asymmetric competition

Størrelsesasymmetrisk konkurranse refererer til situasjoner der større individer utnytter uforholdsmessig større mengder ressurser når de konkurrerer med mindre individer. Denne typen konkurranser er vanlig blant planter, men finnes også blant dyr . Størrelsesasymmetrisk konkurranse resulterer vanligvis fra store individer som monopoliserer ressursen ved "pre-emission". dvs. å utnytte ressursen før mindre individer kan få den. Størrelsesasymmetrisk konkurranse har store effekter på befolkningens struktur og mangfold i økologiske samfunn .

Definisjon av asymmetri i størrelse

Ressurskonkurranse kan variere fra komplett symmetrisk (alle individer får samme mengde ressurser, uavhengig av størrelse, også kjent som scramble-konkurranse ) til symmetrisk perfekt størrelse (alle individer utnytter samme mengde ressurs per biomasse per enhet) til absolutt størrelse asymmetrisk ( de største individene utnytter all tilgjengelig ressurs). Graden av asymmetri i størrelse kan beskrives med parameteren θ i den følgende ligningen med fokus på delingen av ressursen r blant n individer i størrelsene Bj.

ri refererer til mengden ressurs som konsumeres av individuelle i i nærheten av j. Når θ = 1, er konkurransen symmetrisk i perfekt størrelse, f.eks. Hvis et stort individ er dobbelt så stort som sin mindre konkurrent, vil det store individet skaffe dobbelt så mye som den ressursen (dvs. begge individer vil utnytte den samme mengden ressurs per biomasseenhet ). Når θ> 1 konkurranse er størrelsesasymmetrisk, for eksempel hvis stort individ er dobbelt så stort som sin mindre konkurrent og θ = 2, vil det store individet skaffe seg fire ganger mengden av den ressursen (dvs. det store individet vil utnytte dobbelt så mye som ressurs per biomasseenhet). Når θ øker, blir konkurransen mer størrelse-asymmetrisk og større planter får større mengder ressurs per biomasseenhet sammenlignet med mindre planter.

Forskjeller i størrelse-asymmetri blant ressurser i plantesamfunn

Konkurranse mellom planter for lys er asymmetrisk på grunn av forsyningens retning. Høyere blader skygger nedre blader, men ikke omvendt. Konkurransen om næringsstoffer ser ut til å være relativt størrelsesymmetrisk, selv om det er blitt antatt at en ujevn fordeling av næringsstoffer i jorda kan føre til størrelsesasymmetri i konkurranse mellom røtter. Ingenting er kjent om størrelsen-asymmetri i konkurransen om vann .

Implikasjoner for plantesamfunn

Ulike økologiske prosesser og mønstre har vist seg å være påvirket av graden av størrelse-asymmetri, for eksempel suksess , biomasse distribusjon, beitesvar , befolkningsvekst , økosystemets funksjon, sameksistens og artsrikdom . Et stort bevismateriale viser at tap av arter etter berikelse av næringsstoffer ( overgjødsling ) er relatert til lett konkurranse (5, 15, 16). Imidlertid er det fortsatt en debatt om dette fenomenet er relatert til størrelses-asymmetri av lett konkurranse eller til andre faktorer.

Kontrasterende antakelser om størrelse-asymmetri preger de to ledende og konkurrerende teoriene innen planteøkologi, R * -teorien og CSR-teorien . R * -teorien antar at konkurranse er størrelsessymmetrisk og forutsier derfor at konkurranseevne i naturen er resultatet av evnen til å tåle lavt ressursnivå (kjent som R * -regelen ). I motsetning til CSR-teorien antar at konkurranse er størrelsesasymmetrisk og derfor spår at konkurranseevne i naturen skyldes evnen til å vokse raskt og oppnå en stor størrelse.

Størrelsesasymmetrisk konkurranse påvirker også flere evolusjonsprosesser i forhold til trekkvalg. Evolusjonen av plantehøyden er sterkt påvirket av asymmetrisk lyskonkurranse. Teori spår at bare under asymmetrisk lett konkurranse vil planter vokse oppover og investere i treproduksjon på bekostning av investering i blader, eller i reproduktive organer ( blomster og frukt ). I samsvar med dette er det bevis på at plantehøyden øker når vanntilgjengeligheten øker, antagelig på grunn av økning i den relative betydningen av størrelse-asymmetrisk konkurranse for lys. Tilsvarende kan investering i størrelse på frø på bekostning av antallet være mer effektiv under-asymmetrisk ressurskonkurranse, siden større frø har en tendens til å produsere større frøplanter som er bedre konkurrenter. Størrelsesasymmetrisk konkurranse kan utnyttes til å håndtere plantesamfunn, for eksempel undertrykkelse av ugras i avlingsmarker . Ugras er et større problem for bonde i tørre enn i fuktige miljøer, i stor grad fordi avlinger kan undertrykke ugras mye mer effektivt asymmetrisk konkurranse om lys enn under mer symmetrisk konkurranse under bakken.

Se også

referanser