拥挤效应 概念 内容 种群密度增加而种群增长速度降低的现象

概念

拥挤效应是指种群增长过程中随着密度增加而使种群增长速度降低的现象。

如果环境条件是无限的，种群应以指数形式增长，而实际上在有限环境中都呈逻辑斯蒂形式增长，这两者的差距（可参见逻辑斯蒂增长）从环境的角度找原因时被称为环境阻力；从种群自身找原因时被称为拥挤效应，与密度制约为同义。

内容

如果环境条件是无限的，种群应以指数形式增长，而实际上在有限环境中都呈逻辑斯蒂形式(先增长后下降，类似抛物线)增长，这两者的差距被称为拥挤效应。

指数增长模型所描述的数量增长是没有界限的，但是在自然界中，甚至于在实验室内，种群的增长是不可能不受到限制的，就拿最简单的细菌繁殖来说吧，一个细菌只需约20分钟就能分裂成为2个，假如食物条件有保证，没有天敌，一小时可以繁殖3代，即8个细菌。如果按这种几何级数继续不断地增长下去，那么在一天半以后，将要有108个世代产生，细菌数量就会达到2108个。要是把这些细菌铺开来，可以在整个地球表面覆盖上一尺厚的细菌毯子；一对苍蝇，如果按它的增长能力不断地繁殖下去，经过几年，它的总重量就要超过整个地球的重量。

显然，对于任何一种生物，它的种群都不可能按几何级数长期地增长。虽然可以列举出不少动物种群在实验室条件下或野外的自然状态下，表现出按几何级数的增长过程，但这种按指数增长的增长能力只能在短期中出现，随着种群密度的上升，食物、空间等资源需要量迅速地增加，环境条件的限制和种内个体间竞争资源的加剧，必然影响种群的出生率和存活率，从而使种群的实际增长率下降，甚至出现负增长。

种群在有限环境中的增长不是“J”型的，而是“S”型的，其特点是：

①“s”型曲线上有一个上渐近线(K值)，即“s”型增长曲线渐近于K值，但不会超过K值即环境容纳量。

②曲线的变化是逐渐的，平滑的，而不是骤然的。

种群密度过度增高可能产生拥挤的负效应，个体生活所必需的各种条件变差，机体生理状态将会变坏，并会导致出生率下降、死亡率上升，这种拥挤效应将对整个种群带来不利影响。相反种群密度过低，雌雄个体相遇机会太少，也会导致种群的出生率下降，并因此产生一系列生态后果。因此，种群密度过疏和过密对种群的生存与发展都是不利的，每一种生物种群都有自己的最适密度，这就是所谓阿利氏规律。

影响因素

由于在自然界中，影响种群数量变化的因素很多，因此，种群的数量是在不断变化的。有的呈季节消长．有的呈不规则波动，有的呈周期性波动，有的甚至会出现暴发和消亡。这些变化主要取决于环境的变化。

种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的。因此凡是影响种群的出生率、死亡率、迁入率和迁出率的因素，都会引起种群数量的变化。影响种群数量变化的因素有种内因素、种间因素和其他非生物因素，如食物、天敌、气候、传染病等。

研究与应用

①随着全球人口迅速增长，导致人口与环境的尖锐矛盾，拥挤效应随之产生。拥挤效应严重影响着人类的身体素质和思想道德素质，而协调人口与环境关系，弱化拥挤效应应采取控制人口数量、提高人口素质、调整人口结构及保护自然环境的措施。

②通过构造城市规模扩大而产生的拥挤效应函数，假设城市规模扩大产生集聚效应反应为拥挤效应的降低，并将拥挤效应进入生产函数影响经济的增长，分析经济稳态的演化路径，可得到最优的城市规模、合理的城市拥挤程度和稳定的经济增长速度，并分析了扰动稳态的变量对演化路径的影响。

根据分析总结了三个结论：

①长期，无论城市的拥挤效应是否影响生产函数，实物资本存量和经济增长速度均收敛于稳态，城市规模均收敛于最优城市规模，稳态时，城市聚集产生的正效应等于拥挤产生的负效应；

②短期，外生冲击（基础设施的改善，绿化面积的增加，交通条件的改善等相关的引导政策）会影响长期经济均衡的位置，改变城市的最优规模，减少拥挤效应的措施会扩大城市最优规模；

③横向而言，不存在统一的最优城市规模，不同等级的城市都有其不同的最优城市规模；纵向而言，城市的最优规模是一个动态的过程，随着时间变化，因不同的外部条件而改变。因此，在不同条件下，最优城市规模是存在且可变的，不存在统一的最优城市规模，城市化进程应该因时因地适度有序的进行。另外，本文还给出了一个估算最优城市规模的简单模型，可以从中推断最优城市规模扩大的速度关键取决于拥挤程度缓解或集聚效应增长的速度[1]