高中生物素材：生态位

生态位

高中生物学选择性必修二新增了“生态位”。

在高中阶段，我们可以将生态位理解为：一个物种在群落中

的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，与其他

物种的关系，活动时间等多个维度。例如，对动物来说，它们有

一定的活动空间范围，有食物与天敌，有偏好活动的时间（如有

些动物会昼伏夜出、冬眠）等；对于植物来说，不同的植物有各

自适宜生存的范围，有对温度、光照、水分、养分的不同需求等。

生态位是指一个种群在生态系统中，在时间空间上所占据的

位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。生态位又称生态龛。

表示生态系统中每种生物生存所必需的生境最小阈值。

1910年，美国学者R.H.约翰逊第一次在生态学论述中使用

生态位一词。1917年，J.格林内尔的《加州鸦的生态位关系》

一文使该名词流传开来，但他当时所注意的是物种区系，所以侧

重从生物分布的角度解释生态位概念，后人称之为空间生态位。

1927年，C.埃尔顿著《动物生态学》一书，首次把生态位概念

的重点转到生物群落上来。他认为：“一个动物的生态位是指它

在生物环境中的地位，指它与食物和天敌的关系。”所以，埃尔

顿强调的是功能生态位。1957年，G.E.哈钦森建议用数学语言、

用抽象空间来描绘生态位。例如，一个物种只能在一定的温度、

湿度范围内生活，摄取食物的大小也常有一定限度，如果把温度、

湿度和食物大小3个因子作为参数，这个物种的生态位就可以描

绘在一个三维空间内；如果再添加其他生态因子，就得增加坐标

轴，改三维空间为多维空间，所划定的多维体就可以看作生态位

的抽象描绘，他称之为基本生态位。但在自然界中，因为各物种

相互竞争，每一物种只能占据基本生态位的一部分，他称这部分

为实际生态位。

后来R.H.惠特克等人建议：在生态位多维体的每一点上，还

可累加一个表示物种反应的数量，如种群密度、资源利用情况等。

于是，可以想象在多维体空间内弥漫着一片云雾，其各点的浓淡

表示累加的数量，这样就进一步描绘了多维体内各点的情况。此

外再增加一个时间轴，还可以把瞬时生态位转变为连续生态位,

使不同时间内采用相同资源的两物种，在同一多维空间中各占不

同的多维体；如果进一步把竞争的其他物种都纳入多维空间坐标

系统，所得结果便相当于哈钦森的实际生态位。

生态学家将生态位分为：

基本生态位:是生态位空间的一部分，一个物种有在其中生存

的可能。这个基本生态位是由物种的变异和适应能力决定的，而

并非其地理因素。或者说基本生态位是实验室条件下的生态位,

里面不存在捕食者和竞争。

现实生态位:是基本生态位的一部分，但考虑到生物因素和它

们之间的相互作用。或者说是自然界中真实存在的生态位。

从特殊的性质或角度考虑，定义更多的生态位:

营养生态位：根据营养情况划分的生态位。

最小环境：对一个物种来说可持续生存的最小环境。

两个地区，虽然地理上被分隔，但却有着相似的非生物因素，

在这两个地区生活的物种会占有相似的生态位。这会导致趋同演

化的发生，即是两个物种虽然无亲缘关系，但却各自独立的发展

出相似的身体构造去适应环境。南极的捕鱼能手，不会飞的鸟--

企鹅和已灭绝的欧洲的大海雀一样占有相似的生态位。澳洲的袋

霰和欧洲的田鼠都有挖土铲的前肢，它们在泥土中挖掘通道，捕

食细小的动物，它们占有相似的细小地下肉食性动物生态位。

生态平衡时，各个生物的生态位原则上不重合。若有重合，

那么必然是不稳定的，它必然会通过物种间的竞争来削减生态位

的重叠，直到平衡为止。竞争，比如需要相似生态位的入侵物种

的进入，会导土著物种存在区域减少。如果存在区域太小，会导

致一个物种的灭绝。这就是这就是竞争排除原则。

进化导致的是两个有亲缘关系的物种去占据不同的生态位，

减少竞争的机会。一个很好的例子是拉帕戈斯群岛的达尔文雀的

进化，(适应辐射)。

两个拥有相似功能生态位、但分布于不同地理区域的生物，

在一定程度上可称为生态等值生物。生态位的概念已在多方面使

用，最常见的是与资源利用谱(resourcesutilizationspectra)

概念等同。所谓“生态位宽度”(nichebreadth)是指被一个生物

所利用的各种不同资源的总和。在没有任何竞争或其它敌害情况

下，被利用的整组资源称为"原始"生态位(fundamentalniche)□

因种间竞争，一种生物不可能利用其全部原始生态位，所占据的

只是现实生态位(realizedniche)。生态位概念应用于植物尚有

一定困难。几乎一切植物都需要阳光进行光合作用，而且在陆地

上倾向于占有环境的相同部分——土壤表面上下一定高度和深

度。然而，植物种在自然环境水平地带和垂直地带中占据的区域

以及在生长季节、开花季节等方面出现的差异，可与动物的生态

位相比拟。

在自然环境里，每一个特定位置都有不同种类的生物，其

活动以及与其它生物的关系取决于它的特殊结构、生理和行为,

故具有自己的独特生态位。如每一种生物占有各自的空间，在

群落中具有各自的功能和营养位置，以及在温度、湿度、土壤等

环境变化梯度中所居的地位。一个种的生态位，是按其食物和生

境来确定的。如海星(pisasterochraceus)在北美洲太平洋沿

岸居于主要捕食者的龛位。按竞争排斥原理，任何两个种一般不

能处于同一生态龛。在特定生态环境中赢得竞争的胜利者，是能

够最有效地利用食物资源和生存空间的种，其种群以出生率高、

死亡率低而有较快的增长。有着相似食物或空间要求的数群近缘

种，因处不同生态位，彼此并不竞争。麦克阿瑟(R.H.MacArthur)

的研究发现