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理想自由分布

🔬 自然科学 作者 CampusDown 维基编辑部 最后更新
理想自由分布是一种行为生态学模型,预测如果动物能“理想地”了解各栖息地质量、并能无成本地“自由”移动,在个体越多收益越低的情况下,它们最终会以各栖息地人均收益相等的方式分布。斯蒂芬·弗雷特韦尔与亨利·卢卡斯于1969年提出该模型。
目录
  1. 1. 起源与基本预测
  2. 2. 实验检验
  3. 3. 放宽假设与应用
  4. 4. 常见问题
  5. 5. 参考文献

起源与基本预测

弗雷特韦尔与卢卡斯(1969年)提出这一模型,以解释鸟类如何选择繁殖地。栖息地越好,基础收益越高;但同一地点个体增多后,需要分享食物与空间,人均收益随之下降。若每个个体都准确了解栖息地质量(理想),并能不受限制地移动(自由),那么当任何个体迁往别处都无法获得更多收益时,分布趋于稳定,此时各栖息地的人均收益相等。这一均衡遵循与梅纳德·史密斯(1982年)提出的博弈论概念“进化稳定策略”相同的逻辑。当栖息地质量由食物投放速率决定时,便得出“输入匹配规则”:各斑块中个体数的比例等于其食物供给的比例。

实验检验

米林斯基(1979年)在水箱两端以不同速率投放食物,观察到刺鱼迅速按投放比例分成两群。哈珀(1982年)让两人以不同速度向池塘里的绿头鸭群投掷面包块,鸭子在一分钟内便按供给比例分开。惠瑟姆(1980年)表明,蚜虫选择叶片时会更多地聚集在大叶上,使个体繁殖成功率趋于相近。然而,肯尼迪与格雷(1993年)重新分析大量实验后指出,实际中“匹配不足”很常见:资源丰富斑块的个体少于预期,贫瘠斑块则多于预期。

放宽假设与应用

帕克与萨瑟兰(1986年)提出表型受限模型:当个体竞争能力不同时,与食物供给相匹配的是“竞争单位”而非个体数;萨瑟兰(1983年)分析了个体间干扰对分布的影响。特雷根扎(1995年)综述了纳入感知局限、移动成本与领域行为等因素的扩展模型。弗雷特韦尔(1972年)还提出领域行为限制个体进入优质栖息地的“理想专制分布”。普利亚姆(1988年)的源-汇模型讨论出生多于死亡的栖息地与相反栖息地之间的迁移,与集合种群研究相衔接。克雷斯曼与克日万(2006年)从数学上分析了哪些移动规则会收敛到理想自由分布。该模型也被用于分析渔船如何在渔场间分布的渔业研究(吉利斯,2003年),并与最优觅食理论一起解释个体选择如何形成种群分布。

常见问题

如何简单理解理想自由分布?
如果大家都知道哪里好、又能自由迁移,动物最终会分散开来,使得无论在哪里每个个体分到的份额都相同。
什么是输入匹配规则?
在食物持续供给的情况下,各斑块聚集的个体数比例等于该斑块的食物供给比例。

来源核查日期:2026-10-26

参考文献

  1. Fretwell, S. D., & Lucas, H. L. (1969). On territorial behavior and other factors influencing habitat distribution in birds. Acta Biotheoretica, 19(1), 16–36.
  2. Fretwell, S. D. (1972). Populations in a Seasonal Environment. Princeton: Princeton University Press.
  3. Milinski, M. (1979). An evolutionarily stable feeding strategy in sticklebacks. Zeitschrift für Tierpsychologie, 51(1), 36–40.
  4. Harper, D. G. C. (1982). Competitive foraging in mallards: 'Ideal free' ducks. Animal Behaviour, 30(2), 575–584.
  5. Whitham, T. G. (1980). The theory of habitat selection: Examined and extended using Pemphigus aphids. American Naturalist, 115(4), 449–466.
  6. Parker, G. A., & Sutherland, W. J. (1986). Ideal free distributions when individuals differ in competitive ability: Phenotype-limited ideal free models. Animal Behaviour, 34(4), 1222–1242.
  7. Kennedy, M., & Gray, R. D. (1993). Can ecological theory predict the distribution of foraging animals? A critical analysis of experiments on the ideal free distribution. Oikos, 68(1), 158–166.
  8. Tregenza, T. (1995). Building on the ideal free distribution. Advances in Ecological Research, 26, 253–307.
  9. Sutherland, W. J. (1983). Aggregation and the 'ideal free' distribution. Journal of Animal Ecology, 52(3), 821–828.
  10. Pulliam, H. R. (1988). Sources, sinks, and population regulation. American Naturalist, 132(5), 652–661.
  11. Gillis, D. M. (2003). Ideal free distributions in fleet dynamics: A behavioral perspective on vessel movement in fisheries analysis. Canadian Journal of Zoology, 81(2), 177–187.
  12. Maynard Smith, J. (1982). Evolution and the Theory of Games. Cambridge: Cambridge University Press.
  13. Cressman, R., & Křivan, V. (2006). Migration dynamics for the ideal free distribution. American Naturalist, 168(3), 384–397.

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本文最后更新于2026年10月26日。内容依据公认的原著和教科书整理;在报告中引用时,请务必核对下方参考文献中的原始出处。