起源:数学模型与高斯实验
洛特卡(1925年)与沃尔泰拉(1926年)建立了两个物种相互抑制种群增长的竞争方程。在该模型中,只有当种间竞争弱于种内竞争时,两物种才能共存。俄罗斯生物学家格奥尔吉·高斯(1934年)用实验加以验证:两种草履虫分开培养时都生长良好,但在同一培养液中争夺相同食物时,其中一种消失;而取食位置不同的物种则能共存。帕克(1948年)的拟谷盗实验显示,哪个物种获胜会随温度和湿度而改变。哈丁(1960年)把这一思想概括为“完全竞争者不能共存”,使“竞争排斥原理”这一名称广为流传。
生态位与资源分割
哈钦森(1957年)把生态位定义为由多种环境变量构成的“n维超体积”,并区分了无竞争者时可占据的“基础生态位”与因竞争而实际占据的“实际生态位”。康奈尔(1961年)研究苏格兰海岸的两种藤壶,通过移除实验表明,上部藤壶无法向下扩展是由于更强竞争者的存在。麦克阿瑟(1958年)报告,在同一种树上觅食的五种林莺利用树木的不同高度和部位而共存,即“资源分割”。这些研究得出结论:竞争促使物种生态位分化,从而使共存成为可能。
悖论与现代共存理论
哈钦森(1961年)提出“浮游生物悖论”:湖泊中几十种浮游植物只争夺少数几种营养盐,为何能够共存?他的回答是环境在达到平衡之前不断变化。蒂尔曼(1982年)用资源比率理论阐明了受不同资源限制的物种共存的条件。切森(2000年)整理了现代共存理论,把共存机制分为缩小物种间适合度差异的“均等化机制”与使种内竞争强于种间竞争的“稳定化机制”。相反,哈贝尔(2001年)的中性理论认为,即使假设物种在生态上等同,也能解释多样性格局;莱文与希勒里斯兰伯斯(2009年)则用实验表明生态位差异确实对维持多样性至关重要。这一原理与集合种群、关键种研究一起,构成理解物种多样性维持机制的基础。
常见问题
- 如何简单理解竞争排斥原理?
- 以完全相同方式利用相同食物和空间的两个物种无法在一处长期共存,稍占优势的一方最终会留下。
- 那么相似物种如何共存?
- 可通过资源分割(在取食地点、时间或资源上略作区分)、环境波动,以及使种内竞争强于种间竞争的稳定化机制等实现共存。
来源核查日期:2026-10-26
参考文献
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- Lotka, A. J. (1925). Elements of Physical Biology. Baltimore: Williams & Wilkins.
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