(生物多样性与生态系统功能的关系研究进展.doc

2 0 0 4 年 4 月  Chinese Journal of ECo-AgriCulture  April， 2004  生物多样性与生态系统功能的关系研究进展＊ 杜 丽 戈 峰 ( 中国科学院动物研究所 北 京 100080） 摘 要 在国内外研究生物多样性与生态系统功能的关系基础上， 系统分析了物种多样性 与生产力 之间相互作 用 关系及其影响因子， 探讨了生物多样性与稳定性 的关系。 关键$ 生物多样性 生产力 稳定性 生态系统 ReCent advanCeS on the relation between biodiverSity and eCoSyStem funCtion. DU Li， GE Feng( Institute of Zoology ， Chinese ACademy of SCienCes， Beijing 100080） ， CJEA ， 2004， 12( 2） ： 19~ 22 AbStraCt Based on the relation hetween hiodiversity and eCosystem funCtion in eCology， the relationship hetween speCies riChness and produCtivity and faCtors affeCting the relationship are analyzed systemiCally. The relationship hetween hiodiversity and stahility is also disCussed in this paper. Key wordS Biodiversity， ProduCtivity， Stahility， ECosystem 生物多样性和生态系统功能的关系研究始于 20 世纪 60 年代， 近 10 年来随着许多物种的灭绝和全球气 候的变化， 已引起更多生态学家关注多样性和生态系统功能之间的关系研究， 并常用物种丰富度表示生物多 样性， 而用生产力、N 或 P 资源利用等衡量生态系统功能。 1 生物多样性对生产力的影响 1. 1 植物多样性对同一营养级生产力的影响 生物多样性对生产力的影响有多种可能性[ 2] ， 众多研究表明， 某一营养级物种多样性越高， 该营养级生 产力也越大[ 3， 4] 。生物多样性与生产力的正相关关系有线性正相关和渐进式正相关， 线性正相关表明所有 物种对保持一定水平的生态系统功能都是必需的， 而渐进式正相关则表明生态系统功能在一定物种丰富度 水平时达到饱和。Tilman D. [ 5] 运用资源竞争理论， 提出 3 个模型以预测随物种多样性的增加， 群落资源利用 和生产力变化状况， 3 模型可归结为两种机制， 即选择效应和互补效应。均质生境中若所有物种均竞争同 1 种有限资源， 对资源需求最低的物种则会将生境资源浓度降至最低， 并最终竞争获胜， 该物种将拥有最大生 物量和最高生产力， 每一样地中群落生产力取决于该类高产物种生产力， 且随群落物种多样性的增加， 从物 种库中找出高产物种的可能性增大， 因此群落生产力随物种多样性的增加而单调增加， 最高值的渐进线由最 具竞争力物种的生产力所决定， 而物种多样性并非是一成不变， 我们只能研究群落初始多样性对生产力的影 响。Tilman D. 称之为“ 取样效应 ( Sampling effeCt） ， 认为取样效应是连接多样性和生态系统功能的最简单机 制， 该模型预测多样性和生产力的关系为 B 型曲线。Huston M. A. [ 6] 也提出类似效应， 并称为“ 选择可能性 效应 ( SeleCtion prohahility effeCt） ， 但他认为这不是物种丰富度造成的影响， 而是实验过程中引起的“ 潜在处 理 ( Hidden treatment） 或统计过程造成的假象。 Loreau M. [ 7] 研究的新模型说明多样性与生产力的关系， 认为各物种占有同样生态位但资源利用强度有 差异时， 多样性与平均资源利用率的协同变化可分为两步， 首先物种多样性增大了物种特性变化范围， 之后 随群落演替而选择出适合物种， 若群落倾向于选择具有较高资源利用率的物种， 则其生产力随多样性增大而 增大。若群落倾向于选择具有较低资源利用率的物种， 则其生产力随多样性增大而降低。Loreau M. 建议用 “ 选择效应 ( SeleCtion effeCt） 替代“ 取样效应 或“ 选择可能性效应 名词， 因为它更加准确和普遍， 言其更准确 是因为某些科