群落生态学-群落的功能

1、群落的功能主要内容主要内容一、群落的生物多样性维持功能一、群落的生物多样性维持功能二、群落的生产力功能二、群落的生产力功能三、群落的气候调解功能三、群落的气候调解功能四、群落的生态维持功能四、群落的生态维持功能直接价值直接价值间接价值间接价值选择价值选择价值食物食物药物药物能源能源工业原料工业原料旅游旅游文化文化科研科研畜力使用畜力使用实物价值实物价值非实物价值非实物价值生态价值生态价值潜在价值潜在价值有机质生产有机质生产调节气候调节气候固定固定CO2释放释放O2污染物降解污染物降解选择使用选择使用保留使用保留使用存在价值存在价值一、群落的生物多样性维持功能一、群落的生物多样性维持功能1 1、

2、生物多样性的价值、生物多样性的价值2 2、生物多样性与、生物多样性与群落群落稳定性稳定性多数生态学家认为，群落的多样性是群落稳定性的一个重要尺度，多样性高的群落，物种之间往往形成了比较复杂的相互关系，食物链和食物网更加趋于复杂，当面对来自外界环境的变化或群落内部种群的波动时，群落由于有一个较强大的反馈系统，从而可以得到较大的缓冲。从群落能量学的角度来看，多样性高的群落，能流途径更多一些，当某一条途径受到干扰被堵塞不通时，就会有其它的路线予以补充。 然而，May（1973，1976）等生态学家认为，生物群落的波动是呈非线形的，复杂的自然生物群落常常是脆弱的，如热带雨林这一复杂的生物群落比温带森林

3、更易遭受人类的干扰而不稳定。共栖的多物种群落，某物种的波动往往会牵连到整个群落。他们提出了多样性的产生是由于自然的扰动和演化两者联系的结果，环境的多变的不可测性使物种产生了繁殖与生活型的多样化。3 3、为什么群落能维持丰富的生物多样性？、为什么群落能维持丰富的生物多样性？时空资源分配理论（resource partitioning）竞争等值理论（competitive equivalence）竞争排斥理论（competitive exclusion）竞争排除过程时空干扰论4 4、物种多样性在生物群落中的作用、物种多样性在生物群落中的作用物种以什么样的机制维持生物群落的稳定？这是一个非常重要的但

4、是目前还仍然没有解决的生态学问题，而且是群落生态学研究的核心问题之一。目前有关物种在生态系统中作用的假说有冗余种假说、铆钉假说、特异反应假说和零假说等4种假说。冗余种假说冗余种假说(Redundancy species hypothesis) ：生物群落保持正常功能需要有一个物种多样性的域值，低于这个域值群落的功能会受影响，高于这个域值则会有相当一部分物种的作用是冗余的(Walker 1992)。物种冗余只是冗余理论的一个层次，冗余还包括遗传结构冗余和器官冗余2个层次。冗余理论的实质是冗余物种为群落提供了物种储备,当主要物种由于各种原因不能正常发挥作用时,冗余物种可以及时取代并维持群落功能的稳

5、定。铆钉假说铆钉假说(Rivet hypothesis)：与冗余种假说相反，认为生物群落中所有的物种对其功能的正常发挥 都 有 贡 献 而 且 是 不 能 互 相 替 代 的(Ehrlich,1981) ，正像由铆钉固定的复杂机器一样，任何一个铆钉的丢失都会使该机器的作用受到影响。特异反应假说特异反应假说(Idiosyncratic response hypothesis) )：认为生物群落的功能随着物种多样性的变化而变化，但变化的强度和方向是不可预测的，因为这些物种的作用是复杂而多变的。零假说零假说(Null hypothesis)：认为生物群落功能与物种多样性无关，即物种的增减不影响生物群

6、落功能的正常发挥。 以上假说的主要有如下三方面区别：物种多样性对群落功能和稳定性的影响是否重要；有没有关键种；当群落物种多样性变化时，群落功能和稳定性有什么样的变化趋势。生物生产力是生态系统提供生物产品高低的一种性能，它既是生态系中能量流动和物质循环这两大功能的综合表征，又是生物种群通过同化作用生产或积累有机质的能力。群落的生物生产力不仅取决于可利用营养和能量水平有关，而且与群落结构和动态密切联系。二、群落的生产力功能二、群落的生产力功能现存量(standing crop)或生物量(biomass)：单位面积（陆地）或单位体积（水体）内生物有机质的重量。生产力(productivity)：单位

7、时间内生态系统把从外界摄取的能量转化为自身能量（或物质）的能力（或速率）。周转率(turnover rate)：一定时间内新增加的生物量(P)与这段时间内平均生物量(B)的比率(即P/B系数)。初级生产力(primary production) ：自养生物通过光合作用或化合作用在单位时间、 单位面积或容积内所合成的有机质的量。次级生产力(secondary production) ：异养生物在单位时间内同化、生长和繁殖而增加的生物量或所贮存的能量。净初级生产力(net primary production)：自养生物本身呼吸消耗以外剩余的能量或有机质量。初级生产力(primary produc

8、tion) ：自养生物通过光合作用或化合作用在单位时间、 单位面积或容积内所合成的有机质的量。次级生产力(secondary production) ：异养生物在单位时间内同化、生长和繁殖而增加的生物量或所贮存的能量。净初级生产力(net primary production)：自养生物本身呼吸消耗以外剩余的能量或有机质量。初级生产力和净初级生产力之间存在着一定的关系。然而，这种关系因群落的演替阶段而异。在演替初期，这是一种强烈的正关系，但当群落演替到晚期时，虽然初级生产力很大，但净初级生产力(即潜在收获量)却最小。因此，了解和掌握两者间的关系，对于决定森林的砍伐期和砍伐量以及鱼类的捕捞时间和

9、鱼获量都具有重要的指导意义。地球上各生态系统的净初生产力和生产量原理：通过植物蒸腾作用改善区域气温和水分循环。例1、由于植被林冠的阻拦，林内的日、年温差均小，冬暖夏凉；林内地表蒸发比无林地显著减小，一般只相当于无林地的40% -80%。例2、雷州半岛40年造林24万公顷森林后，平均年降雨量增加31%，蒸发量减少75%。三、群落的气候调节功能三、群落的气候调节功能植物群落明显减轻城市的热岛效应四、群落的生态维持功能四、群落的生态维持功能序号序号生态维持功能生态维持功能功能解释功能解释1气体调节气体调节大气化学成分调节大气化学成分调节2土壤形成土壤形成土壤形成过程土壤形成过程3养分循环养分循环养分的贮存、内循环和获取养分的贮存、内循环和获取4水调节水调节水文流动调节水文流动调节5水供应水供应水的贮存和保持水的