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サイズ非対称競争とは、より大きな個体が、より小さな個体と競争する際に、不均衡に多くの資源を利用する状況を指します。 [ 1 ]この種の競争は植物の間でよく見られますが[ 2 ] 、動物の間にも存在します。[ 3 ]サイズ非対称競争は通常、大きな個体が「先占」によって資源を独占することによって生じます。つまり、より小さな個体が資源を獲得する前に、その資源を利用するのです。[ 1 ]サイズ非対称競争は、生態系内の個体群構造と多様性に大きな影響を与えます。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
資源競争は、完全に対称的（すべての個体がサイズに関係なく同じ量の資源を受け取る、スクランブル競争とも呼ばれる）から、完全にサイズ対称的（すべての個体が単位バイオマスあたり同じ量の資源を利用する）まで、そして完全にサイズ非対称的（最大の個体が利用可能なすべての資源を利用する）まで変化する。サイズ非対称性の程度は、次の式でパラメータθによって表され、サイズB jのn個体間での資源rの分配に焦点を当てている。[ 1 ] [ 8 ]
ここで、r iはjの近傍の個体によって消費される資源の量を表します。θ = 1 の場合、競争は完全にサイズ対称です。たとえば、大きな個体が小さな競争相手の 2 倍の大きさである場合、大きな個体はその資源を 2 倍獲得します (つまり、両方の個体はバイオマス単位あたり同じ量の資源を利用します)。θ > 1 の場合、競争はサイズ非対称です。たとえば、大きな個体が小さな競争相手の 2 倍の大きさでθ = 2 の場合、大きな個体はその資源を 4 倍獲得します (つまり、大きな個体はバイオマス単位あたり 2 倍の資源を利用します)。θ が増加するにつれて、競争はよりサイズ非対称になり、大きな植物は小さな植物と比較してバイオマス単位あたりより多くの資源を獲得します。
植物間の光をめぐる競争は、光の供給の方向性のため、サイズ非対称である。[ 2 ]高い葉は低い葉に影を落とすが、その逆はない。栄養素をめぐる競争は比較的サイズ対称であるように見えるが、[ 9 ]土壌中の栄養素の不均一な分布が根の競争におけるサイズ非対称性につながる可能性があると仮説が立てられている。[ 1 ] [ 10 ]水をめぐる競争のサイズ非対称性については何もわかっていない。[ 1 ]
さまざまな生態学的プロセスとパターンは、サイズの非対称性の程度によって影響を受けることが示されています。たとえば、遷移[ 11 ] 、バイオマス分布[ 2 ] [ 12 ] 、放牧反応[ 7 ] 、個体群増加[ 8 ] 、生態系機能[ 13 ] 、共存[ 14 ]、および種の豊富さ[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]などです。多くの証拠は、栄養塩の増加（富栄養化）後の種の喪失が光競争に関連していることを示しています[ 5 ] [ 15 ] [ 16 ]。しかし、この現象が光競争のサイズ非対称性[ 5 ] [ 6 ]に関連しているのか、他の要因[ 17 ]に関連しているのかについては、まだ議論があります。
植物生態学における2つの主要な競合理論、R*理論とCSR理論は、サイズ非対称性に関する対照的な仮定によって特徴づけられる。 [ 6 ] R*理論は、競争はサイズ対称であると仮定し、したがって自然界における競争能力は、低レベルの資源に耐える能力（R*ルールとして知られる）から生じると予測する。[ 18 ]一方、CSR理論は、競争はサイズ非対称であると仮定し、したがって自然界における競争能力は、急速に成長して大きなサイズに達する能力から生じると予測する。[ 19 ]
サイズ非対称競争は、形質選択に関連するいくつかの進化プロセスにも影響を及ぼします。植物の高さの進化は、非対称光競争によって大きく影響を受けます。 [ 20 ] [ 21 ]理論では、非対称光競争下でのみ、植物は上方に成長し、葉や生殖器官（花や果実）への投資を犠牲にして木材生産に投資すると予測されています。 [ 20 ] [ 21 ]これと一致して、水の利用可能性が増加すると植物の高さが増加するという証拠があります。 [ 22 ]これは、おそらく光をめぐるサイズ非対称競争の相対的な重要性が増加するためです。同様に、種子の数を犠牲にして種子の大きさに投資することは、サイズ非対称資源競争下ではより効果的である可能性があります。なぜなら、大きな種子は、より優れた競争者である大きな実生を生産する傾向があるからです。[ 23 ]サイズ非対称競争は、作物畑の雑草 抑制など、植物群落の管理に利用できます。[ 23 ]雑草は湿潤な環境よりも乾燥した環境の方が農家にとって大きな問題となる。これは主に、作物が地下でのサイズ対称的な競争よりも、光をめぐるサイズ非対称な競争の下で雑草をはるかに効果的に抑制できるためである。
