群落生態(tài)學(xué)群落的功能

群落的功能主要內(nèi)容一、群落的生物多樣性維持功能二、群落的生產(chǎn)力功能三、群落的氣候調(diào)解功能四、群落的生態(tài)維持功能直接價(jià)值生物多樣性總價(jià)值間接價(jià)值選擇價(jià)值食物藥物能源工業(yè)原料旅游文化科研畜力使用實(shí)物價(jià)值非實(shí)物價(jià)值生態(tài)價(jià)值潛在價(jià)值有機(jī)質(zhì)生產(chǎn)調(diào)節(jié)氣候固定CO2釋放O2污染物降解選擇使用保留使用存在價(jià)值一、群落的生物多樣性維持功能1、生物多樣性的價(jià)值全球18個(gè)生物多樣性的熱點(diǎn)地區(qū)2、生物多樣性與群落穩(wěn)定性多數(shù)生態(tài)學(xué)家認(rèn)為，群落的多樣性是群落穩(wěn)定性的一個(gè)重要尺度，多樣性高的群落，物種之間往往形成了比較復(fù)雜的相互關(guān)系，食物鏈和食物網(wǎng)更加趨于復(fù)雜，當(dāng)面對(duì)來(lái)自外界環(huán)境的變化或群落內(nèi)部種群的波動(dòng)時(shí)，群落由于有一個(gè)較強(qiáng)大的反饋系統(tǒng)，從而可以得到較大的緩沖。從群落能量學(xué)的角度來(lái)看，多樣性高的群落，能流途徑更多一些，當(dāng)某一條途徑受到干擾被堵塞不通時(shí)，就會(huì)有其它的路線予以補(bǔ)充。然而，May（1973，1976）等生態(tài)學(xué)家認(rèn)為，生物群落的波動(dòng)是呈非線形的，復(fù)雜的自然生物群落常常是脆弱的，如熱帶雨林這一復(fù)雜的生物群落比溫帶森林更易遭受人類的干擾而不穩(wěn)定。共棲的多物種群落，某物種的波動(dòng)往往會(huì)牽連到整個(gè)群落。他們提出了多樣性的產(chǎn)生是由于自然的擾動(dòng)和演化兩者聯(lián)系的結(jié)果，環(huán)境的多變的不可測(cè)性使物種產(chǎn)生了繁殖與生活型的多樣化。3、為什么群落能維持豐富的生物多樣性？時(shí)空資源分配理論（resourcepartitioning）競(jìng)爭(zhēng)等值理論（competitiveequivalence）競(jìng)爭(zhēng)排斥理論（competitiveexclusion）競(jìng)爭(zhēng)排除過(guò)程時(shí)空干擾論4、物種多樣性在生物群落中的作用物種以什么樣的機(jī)制維持生物群落的穩(wěn)定？這是一個(gè)非常重要的但是目前還仍然沒有解決的生態(tài)學(xué)問(wèn)題，而且是群落生態(tài)學(xué)研究的核心問(wèn)題之一。目前有關(guān)物種在生態(tài)系統(tǒng)中作用的假說(shuō)有冗余種假說(shuō)、鉚釘假說(shuō)、特異反應(yīng)假說(shuō)和零假說(shuō)等4種假說(shuō)。冗余種假說(shuō)(Redundancyspecieshypothesis)

：生物群落保持正常功能需要有一個(gè)物種多樣性的域值，低于這個(gè)域值群落的功能會(huì)受影響，高于這個(gè)域值則會(huì)有相當(dāng)一部分物種的作用是冗余的(Walker1992)。物種冗余只是冗余理論的一個(gè)層次，冗余還包括遺傳結(jié)構(gòu)冗余和器官冗余2個(gè)層次。冗余理論的實(shí)質(zhì)是冗余物種為群落提供了物種儲(chǔ)備,當(dāng)主要物種由于各種原因不能正常發(fā)揮作用時(shí),冗余物種可以及時(shí)取代并維持群落功能的穩(wěn)定。鉚釘假說(shuō)(Rivethypothesis)：與冗余種假說(shuō)相反，認(rèn)為生物群落中所有的物種對(duì)其功能的正常發(fā)揮都有貢獻(xiàn)而且是不能互相替代的(Ehrlich,1981)，正像由鉚釘固定的復(fù)雜機(jī)器一樣，任何一個(gè)鉚釘?shù)膩G失都會(huì)使該機(jī)器的作用受到影響。特異反應(yīng)假說(shuō)(Idiosyncraticresponsehypothesis)：認(rèn)為生物群落的功能隨著物種多樣性的變化而變化，但變化的強(qiáng)度和方向是不可預(yù)測(cè)的，因?yàn)檫@些物種的作用是復(fù)雜而多變的。零假說(shuō)(Nullhypothesis)：認(rèn)為生物群落功能與物種多樣性無(wú)關(guān)，即物種的增減不影響生物群落功能的正常發(fā)揮。以上假說(shuō)的主要有如下三方面區(qū)別：物種多樣性對(duì)群落功能和穩(wěn)定性的影響是否重要；有沒有關(guān)鍵種；當(dāng)群落物種多樣性變化時(shí)，群落功能和穩(wěn)定性有什么樣的變化趨勢(shì)。生物生產(chǎn)力是生態(tài)系統(tǒng)提供生物產(chǎn)品高低的一種性能，它既是生態(tài)系中能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)這兩大功能的綜合表征，又是生物種群通過(guò)同化作用生產(chǎn)或積累有機(jī)質(zhì)的能力。群落的生物生產(chǎn)力不僅取決于可利用營(yíng)養(yǎng)和能量水平有關(guān)，而且與群落結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)密切聯(lián)系。二、群落的生產(chǎn)力功能現(xiàn)存量(standingcrop)或生物量(biomass)：?jiǎn)挝幻娣e（陸地）或單位體積（水體）內(nèi)生物有機(jī)質(zhì)的重量。生產(chǎn)力(productivity)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)把從外界攝取的能量轉(zhuǎn)化為自身能量（或物質(zhì)）的能力（或速率）。周轉(zhuǎn)率(turnoverrate)：一定時(shí)間內(nèi)新增加的生物量(P)與這段時(shí)間內(nèi)平均生物量(B)的比率(即P/B系數(shù))。初級(jí)生產(chǎn)力(primaryproduction)：自養(yǎng)生物通過(guò)光合作用或化合作用在單位時(shí)間、單位面積或容積內(nèi)所合成的有機(jī)質(zhì)的量。次級(jí)生產(chǎn)力(secondaryproduction)：異養(yǎng)生物在單位時(shí)間內(nèi)同化、生長(zhǎng)和繁殖而增加的生物量或所貯存的能量。凈初級(jí)生產(chǎn)力(netprimaryproduction)：自養(yǎng)生物本身呼吸消耗以外剩余的能量或有機(jī)質(zhì)量。初級(jí)生產(chǎn)力(primaryproduction)：自養(yǎng)生物通過(guò)光合作用或化合作用在單位時(shí)間、單位面積或容積內(nèi)所合成的有機(jī)質(zhì)的量。次級(jí)生產(chǎn)力(secondaryproduction)：異養(yǎng)生物在單位時(shí)間內(nèi)同化、生長(zhǎng)和繁殖而增加的生物量或所貯存的能量。凈初級(jí)生產(chǎn)力(netprimaryproduction)：自養(yǎng)生物本身呼吸消耗以外剩余的能量或有機(jī)質(zhì)量。初級(jí)生產(chǎn)力和凈初級(jí)生產(chǎn)力之間存在著一定的關(guān)系。然而，這種關(guān)系因群落的演替階段而異。在演替初期，這是一種強(qiáng)烈的正關(guān)系，但當(dāng)群落演替到晚期時(shí)，雖然初級(jí)生產(chǎn)力很大，但凈初級(jí)生產(chǎn)力(即潛在收獲量)卻最小。因此，了解和掌握兩者間的關(guān)系，對(duì)于決定森林的砍伐期和砍伐量以及魚類的捕撈時(shí)間和魚獲量都具有重要的指導(dǎo)意義。地球上各生態(tài)系統(tǒng)的凈初生產(chǎn)力和生產(chǎn)量原理：通過(guò)植物蒸騰作用改善區(qū)域氣溫和水分循環(huán)。例1、由于植被林冠的阻攔，林內(nèi)的日、年溫差均小，冬暖夏涼；林內(nèi)地表蒸發(fā)比無(wú)林地顯著減小，一般只相當(dāng)于無(wú)林地的40%-80%。例2、雷州半島40年造林24萬(wàn)公頃森林后，平均年降雨量增加31%，蒸發(fā)量減少75%。三、群落的氣候調(diào)節(jié)功能植物群落明顯減輕城市的熱島效應(yīng)四、群落的生態(tài)維持功能序號(hào)生態(tài)維持功能功能解釋1氣體調(diào)節(jié)大氣化學(xué)成分調(diào)節(jié)2土壤形成土壤