群落生態(tài)學-群落的功能

1、群落的功能主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、群落的生物多樣性維持功能一、群落的生物多樣性維持功能二、群落的生產(chǎn)力功能二、群落的生產(chǎn)力功能三、群落的氣候調(diào)解功能三、群落的氣候調(diào)解功能四、群落的生態(tài)維持功能四、群落的生態(tài)維持功能直接價值直接價值間接價值間接價值選擇價值選擇價值食物食物藥物藥物能源能源工業(yè)原料工業(yè)原料旅游旅游文化文化科研科研畜力使用畜力使用實物價值實物價值非實物價值非實物價值生態(tài)價值生態(tài)價值潛在價值潛在價值有機質(zhì)生產(chǎn)有機質(zhì)生產(chǎn)調(diào)節(jié)氣候調(diào)節(jié)氣候固定固定CO2釋放釋放O2污染物降解污染物降解選擇使用選擇使用保留使用保留使用存在價值存在價值一、群落的生物多樣性維持功能一、群落的生物多樣性維持功能1 1、

2、生物多樣性的價值、生物多樣性的價值2 2、生物多樣性與、生物多樣性與群落群落穩(wěn)定性穩(wěn)定性多數(shù)生態(tài)學家認為，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雜的相互關系，食物鏈和食物網(wǎng)更加趨于復雜，當面對來自外界環(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大的反饋系統(tǒng)，從而可以得到較大的緩沖。從群落能量學的角度來看，多樣性高的群落，能流途徑更多一些，當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充。 然而，May（1973，1976）等生態(tài)學家認為，生物群落的波動是呈非線形的，復雜的自然生物群落常常是脆弱的，如熱帶雨林這一復雜的生物群落比溫帶森林

3、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 3、為什么群落能維持豐富的生物多樣性？、為什么群落能維持豐富的生物多樣性？時空資源分配理論（resource partitioning）競爭等值理論（competitive equivalence）競爭排斥理論（competitive exclusion）競爭排除過程時空干擾論4 4、物種多樣性在生物群落中的作用、物種多樣性在生物群落中的作用物種以什么樣的機制維持生物群落的穩(wěn)定？這是一個非常重要的但

4、是目前還仍然沒有解決的生態(tài)學問題，而且是群落生態(tài)學研究的核心問題之一。目前有關物種在生態(tài)系統(tǒng)中作用的假說有冗余種假說、鉚釘假說、特異反應假說和零假說等4種假說。冗余種假說冗余種假說(Redundancy species hypothesis) ：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一部分物種的作用是冗余的(Walker 1992)。物種冗余只是冗余理論的一個層次，冗余還包括遺傳結構冗余和器官冗余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)

5、定。鉚釘假說鉚釘假說(Rivet hypothesis)：與冗余種假說相反，認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 而 且 是 不 能 互 相 替 代 的(Ehrlich,1981) ，正像由鉚釘固定的復雜機器一樣，任何一個鉚釘?shù)膩G失都會使該機器的作用受到影響。特異反應假說特異反應假說(Idiosyncratic response hypothesis) )：認為生物群落的功能隨著物種多樣性的變化而變化，但變化的強度和方向是不可預測的，因為這些物種的作用是復雜而多變的。零假說零假說(Null hypothesis)：認為生物群落功能與物種多樣性無關，即物種的增減不影響生物群

6、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；有沒有關鍵種；當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，而且與群落結構和動態(tài)密切聯(lián)系。二、群落的生產(chǎn)力功能二、群落的生產(chǎn)力功能現(xiàn)存量(standing crop)或生物量(biomass)：單位面積（陸地）或單位體積（水體）內(nèi)生物有機質(zhì)的重量。生產(chǎn)力(productivity)：單位

7、時間內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)把從外界攝取的能量轉化為自身能量（或物質(zhì)）的能力（或速率）。周轉率(turnover rate)：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(primary production) ：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)所合成的有機質(zhì)的量。次級生產(chǎn)力(secondary production) ：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(net primary production)：自養(yǎng)生物本身呼吸消耗以外剩余的能量或有機質(zhì)量。初級生產(chǎn)力(primary produc

8、tion) ：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)所合成的有機質(zhì)的量。次級生產(chǎn)力(secondary production) ：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(net primary production)：自養(yǎng)生物本身呼吸消耗以外剩余的能量或有機質(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系。然而，這種關系因群落的演替階段而異。在演替初期，這是一種強烈的正關系，但當群落演替到晚期時，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

9、魚獲量都具有重要的指導意義。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四、群落的生態(tài)維持功能四、群落的生態(tài)維持功能序號序號生態(tài)維持功能生態(tài)維持功能功能解釋功能解釋1氣體調(diào)節(jié)氣體調(diào)節(jié)大氣化學成分調(diào)節(jié)大氣化學成分調(diào)節(jié)2土壤形成土壤形成土壤形成過程土壤形成過程3養(yǎng)分循環(huán)養(yǎng)分循環(huán)養(yǎng)分的貯存、內(nèi)循環(huán)和獲取養(yǎng)分的貯存、內(nèi)循環(huán)和獲取4水調(diào)節(jié)水調(diào)節(jié)水文流動調(diào)節(jié)水文流動調(diào)節(jié)5水供應水供應水的貯存和保持水的