16.4: הדרה תחרותית
- Page ID
- 207499
שקול מה יקרה עם שני מינים המשתמשים באותו משאב, כגון אור או חלל או דשן חנקן. כמות המשאבים הזמינים תהיה הסכום המקסימלי,\(R_{max}\), פחות מה קשור בכל הפרטים של כל המינים. \(u_i\)בהיותו כמות המשאב הקשורה בכל פרט של מינים\(i\), המשאב שנותר בכל עת יהיה
\(R\,=\,R_{max}\,-\,u_1N_1\,-\,u_2N_2\)
או עבור מינים רבים
\(R\,=\,R_{max}\,-\,u_1N_1\,-\,u_2N_2\,-u_3N_3\,-\cdots\,-u_hN_h\)
\[R\,=\,R_{max}\,-\sum_{i=1}^h u_iN_i\]
לכל מין משוואת גדילה משלו, זהה בצורתה לכל המינים, אך שונה ברמת המשאב הקריטית\(R_i^{\ast}\), ובמקדם הצמיחה,\(m_i\):
\[\frac{1}{N_i}\frac{dN_i}{dt}\,=\,m_i(R\,-\,R_i^{\ast})\]
מה שנותר הוא לשקול כיצד מקדם הצמיחה \(m_i\) מתייחס לרמה המינימלית של משאבים נסבלים,\(R_i^{\ast}\). מסתבר שזה פשרה בין השניים. שקול, למשל, מין צמחי שמוגבל בכמות החנקן הזמינה, כמו הצמחים. וכדי לקבל מקדם צמיחה גדול \(m_i\) הצמח חייב לייצר זרע בשפע. כדי לקבל שימוש מעולה בחנקן, הנמדד בערך נמוך של\(R^{\ast}\), הוא זקוק לשורשים בשפע. אבל זה לא יכול לעשות את שניהם. יש כמות מוגבלת של אנרגיה סולארית לניצול, כך שאם הצמח מקצה יותר לשורשים יש פחות להקצות לזרעים, ולהיפך.
לפיכך מתברר כי מינים שהם מתיישבים טובים, המייצרים זרעים בשפע, הם מתחרים עניים יותר למשאבים, בעלי ערך גבוה יותר של. \(R^{\ast}\) רעיון זה מודגם על ידי מדידות המדווחות באיור\(\PageIndex{1}\).
באיור\(\PageIndex{2}\), פשרות מנוסחות עבור דוגמנות. מין 2 גדל מהר יותר כאשר המשאבים נמצאים בשפע. זה המקרה בזמן 0, מסומן \(t_0\) על הציר העליון.
ככל שהאוכלוסיות גדלות הן מפחיתות את כמות המשאבים הזמינים בסביבה. בזמן 1, המסומן \(t_1\) בציר העליון, מינים 2 יכולים להמשיך לצמוח מהר יותר ממין 1, אם כי השוליים מתדרדרים. אבל מגיעה נקודה שבה המשאבים מתרוקנים מספיק כדי שהמאפיינים של מינים 2 לא יאפשרו לו לאסוף מספיק משאבים כדי לשמור על היתרון שלו. זוהי נקודת המעבר של הקווים הכחולים והאדומים בדמות. בזמן 2, שני המינים עדיין גדלים, אבל מין 1 גדל מהר יותר. בזמן 3, עם רמות משאבים נמוכות עוד יותר - שנמשכו על ידי מינים 1 - המשאב יורד מתחת לרמה המינימלית עבור מינים 2,. \(R_2^{\ast}\) קצב הגידול של מינים 2 נופל שלילי ומין 2 מתחיל לגווע.
לבסוף, בזמן 4, מין 1 מדלדל את המשאב לרמה שהוא בקושי יכול לשרוד, והוא עומד לבדו, לאחר שחיסל את המתחרה שלו. תהליך זה נקרא "הדרה תחרותית".
כיצד זה מתרחש לאורך זמן מודגם באיור\(\PageIndex{3}\). בחלק העליון, Species 2 לבדו מסתדר מצוין, עולה במהירות לכושר הנשיאה שלו של 50 ומושך את המשאב למטה\ (R^ {\ ast}\
) של 2. באמצע, גם מין 1 לבדו מסתדר מצוין, עולה במהירות לכושר הנשיאה שלו של 60 ומושך את המשאב למטה ל-1 שלו\(R^{\ast}\).
אבל גדלים יחד, מין 2 עושה התזה ראשונית ואז יורד. זאת בשל הגידול הבלתי פוסק של מין 1, שמתחרה עליו. מין 1 פשוט מושך את המשאב למטה מתחת לרמה שבה מינים 2 יכולים לשרוד.
הדרה תחרותית, שהניחה כי לא יכולים להתקיים יותר מינים מאשר היו משאבים, טופלה כחוק אקולוגי בלתי ניתן לערעור במשך למעלה מחמישים שנה. אולם בשנות השבעים הוכח שזה לא המקרה (ארמסטרונג ומקגי 1980). עוד על כך בהמשך הפרק.
