什么是生态位理论 生态位理论与差异化生存



摘 要:生态位不仅已经渗透到现代生态学研究的诸多领域,而且日益广泛地应用于农业、工业、经济、教育、政治等领域,并促使教育生态位、产业生态位、发展生态位等一系列专业名词的产生,形成了强有力的理论分析和实践指导工具。本文就生态位的概念、意义、实例及其应用进行了论述。

关键词:生态位;经济生态位;教育生态位;产业生态位;发展生态位

 

生态位(niche)是一个既抽象,而又内涵丰富的生态学名词。它不仅已经渗透到了现代生态学研究的诸多领域,成为生态学中最重要的基础理论研究内容之一。[i][i]而且,它日益广泛地应用于政治、经济、农业、工业、教育、城市规划、建筑设计等领域,并促使教育生态位、产业生态位、发展生态位等一系列专用名词的产生,形成了强有力的理论分析和实践工具。本文就生态位概念、实例及其应用进行论述。

1、生态位的定义

在生态位概念的形成过程中,Grinnell、Elton和Hutchinson的影响较大。生态位的定义最早是由Grinnell(1917)给出的,他认为生态位是指“恰好被一个种或一个亚种所占据的最后分布单位”,所以也称空间生态位。Elton(1927)给生态位下的定义是:一个动物的生态位表明它在生物环境中的地位及其与食物和天敌的关系,也就是所谓的营养生态位或功能生态位。应该说Hutchinson对现代生态位研究的影响最大,他利用数学上的点集理论,把生态位看成是一个生物单位(个体、种群或物种)生存条件的总集合,并提出了多维超体积生态位概念。Hutchinson(1957)认为生态位是每种生物对环境变量(温度、湿度、营养……)的选择范围,……。因为资源和环境变量是多维的,所以Hutchinson的生态位概念实际上是指种群在以环境资源或环境条件梯度为坐标而建立起来的多维空间中所占据的位置,称为多维超体积生态位。[ii][ii]

Whittaker(1975)认为,生态位是指每个物种在群落中的时间、空间位置及其机能关系,或者说群落内一个物种与其他物种的相对位置。这个定义既考虑到了生态位的时空结构和功能关联,也包含了生态位的相对性,是目前被认为比较科学而广为接受一种生态位概念。

2、生态位的适应意义

适应性是生命的普遍特征。生物的生存必然受到环境因素的制约,这种制约作用外在表现为生物只能在(时间、空间、营养、天敌、……等多维)环境空间中的一定范围内生存和繁衍,这也就是生态位。同时,生物在与环境长期相互作用的过程中,形成了一系列具有适应意义的结构与机能。依靠这些适应性的特征,生物能够免受各种环境因素的不利影响,有效地从环境中获取生存所需要的资源,以确保个体生长、发育的正常进行。生物适应特定环境条件而形成一系列彼此关联的特征,在生态学上称为适应组合(Adaptive suites)。因此,生态位是生物适应性的外在表现,而适应组合则是生物适应性的内在需要,它们是一枚硬币的两面。

通俗地讲,生态位就是生物在漫长的进化过程中形成的,在一定时间和空间拥有稳定的生存资源(食物、栖息地等),进而获得最大生存优势的特定的生态定位。生态位的形成减轻了不同物种之间恶性的竞争,有效地利用自然资源,使不同物种都能获得比较生存优势,这是自然界各种生物欣欣向荣、共同发展的原因所在。

3、自然界中的生态位现象

生态位是普遍的生态学现象,每一种生物在自然界中都有其特定的生态位,这是其生存和发展的资源与环境基础。其中天然林作为一种典型的生态位和生态位组合现象的案例,可以给我们提供许多有益的启示。

天然林是指适合本地气候、土壤、地理、生物等因素,经过自然发育和演替形成的、具有相应群落组成和结构的林被。天然林的地上部分具有乔、灌、草层级结构,根系则由浅到深形成地下层级结构。天然林所具备的这种完善的地上、地下层级结构可以充分利用多层次的空间生态位,使有限的光、水、气、热、肥等资源得以合理利用,最大限度地提高了资源效率。

更为重要的是,天然林这种多层级结构在其内部形成一系列梯度分布的异质性小生境(光照、温度、湿度、食物、隐蔽所等),为多种多样的其它生物(各种动物、根际微生物等)提供了丰富的生态位,形成食物链、食物网等复杂的联系网络,促进了相互制约、协调关系的形成。系统具备了一定的自适应、自调节和抗干扰的特性,任何一种因素(生物因素和非生物因素)的变化都处于群落因素的综合调节控制之下,天然林的整体稳定性和低(人工)成本或无成本运行能力显著提高,从而保障了天然林中多种生物的共生和协同演化。天然林也因此成为陆地生态系统中生物多样性的资源宝库。

除此之外,天然林还在规模尺度上发挥水文调节,减轻灾害(洪、涝、风、火、病、虫、泥石流等)、增强土壤肥力、防治土壤侵蚀与沙漠化,调节区域与全球气候,净化污染、提供可再生资源等方面发挥广泛的生态效益。

天然林中的每一种具体生物都在其中占据一定的结构和功能生态位,所有生物的生态位形成生态位组合,充分地利用自然资源和适应本地环境,保证了其欣欣向荣与持续发展。

与天然林形成鲜明对照,人工林树种单一,既不具备完善的地上和地下层级结构,更无法为多种多样的生物提供多样化的生态位,难以支撑多样性的生物,食物链、食物网结构简单甚至破缺,系统的稳定性和自调节能力差,抵御灾害的能力弱,是一种没有充分经历自组织演替的群落状态。要想维持人工林的稳定,就必须不断投入人力、物力、财力进行防病、抗灾,甚至施肥、浇水等工作。人工林的维护成本远高于天然林,而其综合生态效益却远小于天然林。[iii][iii]

人工林、人工草皮在生态效益方面存在着严重的不足,有专家甚至称之为“绿色沙漠”。许多学者提出,生态建设的根本是恢复本地的天然植被。改造人工林、人工草皮最好的办法就是把植被中空缺的生态位利用起来,增加适合本地生长的乔、灌、草品种,最终通过群落演替形成适应本地环境条件、具有强大生态功能的天然林。

4、生态位理论应用

在社会—经济—自然复合生态系统中,生态位的多维控制因子又增加了社会因素与经济因素,生态位概念进一步扩展[iv][iv]。在复合生态系统中,生态位不仅仅适用于自然子系统中的生物,同样适用于社会、经济子系统中的功能和结构单元。比如,生态位理论已经在工业、农业、生态规划、建筑设计、经济、教育、政治等多个领域得到了广泛的应用。

4.1 生态位理论在农业中的应用

家鱼共生混养的生产模式,就是生态位理论应用的典型案例。以四大家鱼混养为例,青鱼、草鱼、鳙鱼、鲢鱼分别栖居在水体的下层、中下层、中上层和上层,分别以软体动物、水草、浮游动物、浮游植物为食。在同一水域中它们处于水体的不同层面,采食不同种类的食物。它们之间不但不会发生生存资源的激烈竞争,而且生活在水体中上层的鳙鱼、鲢鱼没有完全利用的饲料、以及排泄的粪便,又可以被草鱼利用,提高了资源(空间、食物等)利用效率和生态系统的生产力。如果将生活在水体中下层、杂食性的鲤鱼和鲫鱼引入该水体,它们就会与青鱼、草鱼竞争食物资源,竞争导致更多的资源与能量用于防御和争夺,降低生态系统的生产力。

在实际的生态农业实践中,可以通过增加或创造生态位,延长食物链的方式,提高系统的资源效率和生态效益。桑基鱼塘的案例大家已经很熟悉了,再比如“果一菇”工程,果树为“食用菌”的生长提供了适宜的生态位(弱光照、高湿度和低风速等),而栽培食用菌的废料(菌糠)以及食用菌生长过程中释放出的CO2,又都可以作为果树生长的养料,促进了果树的生产。两者之间相互促进,提高了整个系统的生产力。又如:在我国太行山低山丘陵地带利用疏林环境,进行了多次围栏养鸡试验,每亩林地养鸡450只,使养鸡饲料用量比对照降低20%~30%,同时使山地昆虫种群数量大减,群落郁闭度明显增加(鸡粪提高土壤肥力)。[v][v] 促进了植被向更加繁荣的方向演替。

4.2 经济生态位与发展生态位

人类经济与社会发展的诸多领域都存在着“生态位”问题,只有正确定位,才能立足自身资源,形成自身特色,发挥比较优势,提高社会发展的整体效率和效益,促进经济与社会的良性与健康发展。

在我国经济与社会发展过程中,存在着大量的生态位重叠现象。有些地区大量移植典型地区经济发展、教育改革模式的现象层出不穷,造成复合生态系统中各子系统(经济子系统、社会之系统等)生态位的高度重叠,导致系统结构和功能的实质性破缺,大部分地区失去比较发展优势,严重制约了区域或行业的发展与进步。发展生态位的差异化,是充分体现和发挥单元最大比较优势、形成单元互补和整体功能升级的必要条件。国家、地区、行业、企业生态位的合理归位,对于各自形成比较发展优势,进而形成整体、有序的发展至关重要。

4.3 教育生态位重叠与教育改革

以我国的教育为例,教育部对从小学到大学教育的教学计划、教学大纲、教学内容、教材版本、教师培养等都作出了严格的规定,在全国不同地区受到的是整齐划一的教育,培养出的人才具有相同的知识背景、能力倾向、思维模式,甚至连知识与能力缺陷都大同小异;并且现在这种教育、管理模式正在向硕士、博士教育阶段延伸。通过这种方式培养的人才在知识、能力、思维模式、就业取向、发展目标等方面的生态位全方位重叠。[vi][vi]严重制约着我国人力资源水平的进一步提升,整体抑制了国家和民族的创新与发展能力,是一种典型的数量增长型、而非质量发展型的教育模式。

这与美国各个州政府负责管理地方教育,可以形成各具特色的教育体系相比,我们的教育实在是到了非改不可的地步了。目前中小学正在进行的基础课程改革,可望逐步扭转这种被动的局面。但高等教育的改革却显得畏缩不前、无所作为。

4.4 借鉴国外发展经验中的社会生态位错位现象

借鉴国外发展经验,尤其要重视生态位的问题。对于某些国家具有优势的发展模式或样式,往往是以其政治、经济、文化、自然条件(地理、生物),甚至民族素质为背景逐渐形成的。不顾国情、区情,一味地移植所谓的先进经验,如果缺乏这种发展模式的现实“生态位”依托,就起不到预期的效果。

以现代企业制度的引入为例。现代企业制度是西方文化背景、明晰的产权制度、相对完备的法制背景和完全市场经济条件下的产物,是以其整个社会生态背景为依托的。把这种企业管理模式移植到中国,如果不能从社会复合生态系统的水平上给予辅助性变革,它在国内就没有正常生存的生态位,其结果只能是“南桔北枳”。当前,国内如火如荼的现代企业制度改革中出现的一系列乱象,不能说与此无关。

4.5 产业生态位与产业结构调整

利用生态位理论可以为我们的寻找社会与经济发展的机遇。

循环经济是实现可持续发展的理想经济模式,也是我国在战略上寻求突破可持续发展瓶颈的最佳选择。中共十六届四中全会决议提出:大力发展循环经济,建设节约型社会。[vii][vii]大力发展循环经济,建设节约型社会已经上升为执政党的意志,为中国未来经济的发展指明了方向。2004年9月28-29日,国家发改委主任马凯在全国循环经济工作会议上要求,要把发展循环经济作为编制“十一五”规划的重要指导原则,用循环经济理念指导编制各类规划。[viii][viii]这意味着,循环经济已经正式成为我国经济与社会发展的战略选择,循环经济正在从理想转变为大规模的社会实践。

循环经济的本质上是一种生态经济,从传统工业经济(线性经济)向循环经济转型过程中,新兴产业的生态位外在化。比如,回收产业是传统经济体系中的弱势产业,而在循环经济体系中该产业已经成为新的经济增长点,并将最终发展成为国民经济的支柱产业。据美国全国物质循环利用联合会公布的数字,全美共有5.6万家企业涉及该产业,为美国人提供了110万个就业岗位,每年的毛销售额达到2360亿美元,该行业的规模已经与美国的汽车业相当。而另据1997年日本通产省产业结构协会提出的《循环型经济构想》,到2010年,发展循环经济将使日本新的环境保护产业创造近37万亿日元产值,提供1400万个就业机会。[ix][ix]

回收产业的兴起同样也为我们提供了产业结构调整的机会。美国的小新泽西州是一个没有铁矿和森林稀少的州,然而正是这个州却拥有8家钢铁厂和13家造纸厂,它们都依靠回收钢铁和废纸维持生产,每年销售额达10亿美元,并为当地提供了大量的就业机会,为国家增加了税收。[x][x]。

当然,从传统工业经济向循环经济转型过程中,必须实现从碳能源经济向太阳能、风能等清洁和可再生能源的转型。在这个过程中,肯定会为一些前瞻性的投资家提供庞大的产业和利润空间。在人类发展的历史上,每一次文明的转型都会塑造一批文明的新贵。从传统工业经济向循环经济转型也不例外。谁将成为循环经济时代的新贵哪?

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4.6 科学研究的生态位

从事科学研究也同样存在“生态位”定位问题,装腔作势、人云亦云、趋炎附势、装傻充愣、哗众取宠者绝然不是真正意义上的科学家。科学家应该具备常人所不具有的学识、胆识和智慧,敢于直面事实与真相,敢于揭示和坚持真理,敢于维护学术自由和人格尊严,从来都不会以“科学家也是人”为借口,为自己的行为开脱。他们是社会的良心。他们是把人类引入自由和高尚世界的灯塔。他们将自己热衷的工作当成终生追求的事业,而不仅仅作为一种职业,仅仅用于换取养家糊口的资本和安逸舒适的生活,或者作为炫耀身家地位、光耀门庭的招牌。

就社会科学而言,社会科学家的任务应该包括两个基本方面,一方面以其严谨的科学性预见社会发展的趋势,为社会的发展指明方向;另一方面,以其敏锐的洞察力,及时发现社会发展过程中出现的偏差和失误,及时予以指出和纠正。新中国成立后发生的一系列失误,社会科学界负有不可推卸的责任。当前我国正处于道德与社会价值重构的历史转折时期,人文与社会科学可谓大有可为。如果说科学家是社会的良心,那么,社会科学家更应该如此,他们不应该,也没有任何理由把自己混同一般的民众,应该肩负起应承担的责任与道义。

未来社会必然是一个理想国。

 

 


[i][i] 尚玉昌:普通生态学[M]。北京:北京大学出版社,2002,284。

[ii][ii]李 ,朱金兆,朱清科。生态位理论及其测度研究进展。北京林业大学学报,2003(1):100-107。

[iii][iii] 易正:中国抉择:关于中国生存条件的报告。北京:石油工业出版社,2001,第17页。

[iv][iv] 马世骏主编:现代生态学透视。北京:科学出版社,1990,72~87。

[v][v] 钦佩,安树青,颜京松编著:生态工程学[M]。南京:南京大学出版社,1998,24。

[vi][vi] 张录强:生态学视野中的若干人文社科问题[论文集]。见范跃进主编,生态文化研究,文化艺术出版社,2004,209~221。

[vii][vii] 中国共产党第十六届中央委员会。中共中央关于加强党的执政能力建设的决定[R]。2004-9-19。

[viii][viii] 马凯。贯彻落实科学发展观,推进循环经济发展[N]。人民日报,2004-10-19。

[ix][ix] 陶德言:循环经济浪潮席卷全球。http://www.sdinfo.net.cn/luntan/content/T4066.htm

[x][x] (美)莱斯特8226;布朗著,林自新等译:生态经济——有利于地球的经济构想[M]。北京:东方出版社,2002,153。

  

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