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)維持功能直接價值生物多樣性總價值間接價值選擇價值食物藥物能源工業(yè)原料旅游文化科研畜力使用實物價值非實物價值生態(tài)價值潛在價值有機(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值一、群落的生物多樣性維持功能1、生物多樣性的價值全球18個生物多樣性的熱點地區(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)面對來自外界環(huán)境的變化或群落內(nèi)部種群的波動時，群落由于有一個較強(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，就會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，某物種的波動往往會牽連到整個群落。他們提出了多樣性的產(chǎn)生是由于自然的擾動和演化兩者聯(lián)系的結(jié)果，環(huán)境的多變的不可測性使物種產(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？時空資源分配理論（resourcepartitioning）競爭等值理論（competitiveequivalence）競爭排斥理論（competitiveexclusion）競爭排除過程時空干擾論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？這是一個非常重要的但是目前還仍然沒有解決的生態(tài)學(xué)問題，而且是群落生態(tài)學(xué)研究的核心問題之一。目前有關(guān)物種在生態(tài)系統(tǒng)中作用的假說有冗余種假說、鉚釘假說、特異反應(yīng)假說和零假說等4種假說。冗余種假說(Redundancyspecieshypothesis)

：生物群落保持正常功能需要有一個物種多樣性的域值，低于這個域值群落的功能會受影響，高于這個域值則會有相當(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層次，冗余還包括遺傳結(jié)構(gòu)冗余和器官冗余2個層次。冗余理論的實質(zhì)是冗余物種為群落提供了物種儲備,當(dāng)主要物種由于各種原因不能正常發(fā)揮作用時,冗余物種可以及時取代并維持群落功能的穩(wěn)定。鉚釘假說(Rivethypothesis)：與冗余種假說相反，認(rèn)為生物群落中所有的物種對其功能的正常發(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，任何一個鉚釘?shù)膩G失都會使該機(jī)器的作用受到影響。特異反應(yīng)假說(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)測的，因為這些物種的作用是復(fù)雜而多變的。零假說(Nullhypothesis)：認(rèn)為生物群落功能與物種多樣性無關(guān)，即物種的增減不影響生物群落功能的正常發(fā)揮。以上假說的主要有如下三方面區(qū)別：物種多樣性對群落功能和穩(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，群落功能和穩(wěn)定性有什么樣的變化趨勢。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養(yǎng)和能量水平有關(guān)，而且與群落結(jié)構(gòu)和動態(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)：單位面積（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)：單位時間內(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)：一定時間內(nèi)新增加的生物量(P)與這段時間內(nèi)平均生物量(B)的比率(即P/B系數(shù))。初級生產(chǎn)力(primaryproduction)：自養(yǎng)生物通過光合作用或化合作用在單位時間、單位面積或容積內(nèi)所合成的有機(jī)質(zhì)的量。次級生產(chǎn)力(secondaryproduction)：異養(yǎng)生物在單位時間內(nèi)同化、生長和繁殖而增加的生物量或所貯存的能量。凈初級生產(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。初級生產(chǎn)力(primaryproduction)：自養(yǎng)生物通過光合作用或化合作用在單位時間、單位面積或容積內(nèi)所合成的有機(jī)質(zhì)的量。次級生產(chǎn)力(secondaryproduction)：異養(yǎng)生物在單位時間內(nèi)同化、生長和繁殖而增加的生物量或所貯存的能量。凈初級生產(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。初級生產(chǎn)力和凈初級生產(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，雖然初級生產(chǎn)力很大，但凈初級生產(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，對于決定森林的砍伐期和砍伐量以及魚類的捕撈時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)比無林地顯著減小，一般只相當(dāng)于無林地的40%-80%。例2、雷州半島40年造林24萬公頃森林后，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