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样性关系的一个极大挑战12⋯。
2．3 生产力与物种多样性关系存不同空间尺度上不
同生态系统问的分析比较
Minelbach(2001)和waide(1999)搜集了生产
力与牛物多样性关系的以往文献进行分析，他们发现
随着研究的生物类型(植物、动物或微生物)、环境类
型(陆地或水生)、时间空间尺度的变化，牛产力与牛
物多样性关系也发生变化，并没有一致模式"’“j。
Mittelbach等基于地理范围，给出了4种空间尺
度：地方的(o～20km)、景观的(20～200km)、区
域的(200～4000km)、大陆至全球的(4000km咀
上)：基于生态学意义，给出2种生态尺度：一个群落
类型内的、跨群落类型的。在Minelbach的调查中，他
们发现：1)在不同空间尺度的模式中：对维管植物而
言，小于大陆至全球尺度的多表现为单峰曲线关系(占
41％～45％)，其次是正相关关系；在大陆至全球尺度
上，单峰曲线关系、正相关关系同时表现为最多的关
系。对动物而言，不同的空问尺度中没有表现出模式
上的显著变化。正相关、负相关、单峰曲线关系都很
常见，没有那种模式占主导地位。2)在不同的生态尺
度中：不论对动物还是植物，与～个群落类型内的情
况相比，跨群落类型中的单峰曲线关系更为常见。3)
在水生系统与陆地系统中：单峰曲线关系在水生系统
中占上导地位(65％)，在陆地系统的无脊椎动物和植
物中也很常见。水生系统与陆地系统中生产力与物种
多样性关系总体分布上的差异对植物而言是显著的，
埘动物而言则不显著"l。
在wajde的调杳【}】，30％呈单峰关系，26％呈正线
性关系，12％呈负线性关系，32％关系不明显。在大
多数文献中，生产力与物种多样性关系的模式随尺度
的变化而变化I“J。
总之，现有的数据不足以得出生产力与物种多样
性关系的一般模式。不沦是理论的分析还是实际的结
果都告诉我们，在生产力与物种多样性关系中，尺度
的依赖性是极其重要的。
3讨论
3．1 是物种多样性还是物种特性或物种组成决定生
态系统的功能?
一些生态学家从经典的种群生物学理论和各自的
实验证据出发，认为物种多样性对生态系统的功能有
重要的决定作用㈨33，⋯。冀解释可归结为两条：1．生
态位互补：同一群落中，物种问存在牛态位的差异，
因而物种数多的群落所占据的功能空间更广。因此，
物种多样性高的群落能更有效地利用各种资源，例如
深根系的植物可以获得浅根系植物所不能获得的水分
和其他营养物质，从而有更高的生产力。2．种间正相
互作用：许多物种通过提供资源或改善恶劣的环境能
促进其他物种的牛长。固氮者和菌根菌是这方面的明
显例子。Bradlev(2002)等也认为种问Ⅱ三相互作用足
牛物多样性影响牛态系统功能的关键机理pJ。
另一些生态学家认为生态系统的功能是由物种的
生物学特性或物种组成决定的【14’⋯。他们批评了前者
的实验证据，指出伴随物种多样性共同变化的其他因
素可能对牛态系统的功能起决定作用。其解释也可归
结为两类：1．选择概率效应：含有较高物种多样性的
系统，较之物种多样性低的系统，其有更大的包含高
产物种的可能性。这就意味着从一个物种库中随机抽
取不同物种构建不同物种丰富度的群落，甲均而言，
物种丰富发越高生产力越高。2．物种组成：因为各个
物种性质各异，相似功能的物种组成功能群，不同的
物种组成会导致不同的功能群，功能群数与功能多样
性对生态系统的影响比物种多样性更大。
到底是物种多样性还是物种特性或物种组成决定
生态系统的功能，还是在不同的条件情况下都有可能
起决定作用，这需要更为广泛和巧妙的实验来验证。
3_2如何选择和转换生产力与物种多样性关系中的
尺度?
在牛态学中，人们可以从各个不同尺度上研究自
然系统。并且，同一个自然现象在不同的尺度上模式
也不尽相同。因为对不同尺度上的系统模式，起土导
作用的内在过程往往并刁：一致。例如，荒漠灌木的空
划分布格局在细小尺度上可以表现为均匀型而在较大
尺度上又表现为聚集型。细小尺度的均匀分布可能是
由个体问水分竞争或生化他感作用所导致的，而较大
尺度上的聚集分布可能是由环境条件的空间异质性或
者种子空间散步的局限性所产生的14J。
虽然生态学家已经认识到时空尺度的重要意义，
但是如何选择合适的尺度对某一生态过程进行研究，
还没有形成完整的理论和方法体系口J。在研究生产力
与物种多样性关系中，Mjttelbach等基于地理范围，给
出了4种空间尺度：地方的(O～20km)、景观的(20～
200km)、区域的(200～4000km)、大陆至全球的
(4000km以上)；基于生态学意义，给出2种生态尺
度：一个群落类型内的、跨群落类型的。然而纯粹的
空间尺度上的划分又不符合生态学的原理，因为同样
一个空间尺度上的系统，例如，地方上(0～20km)
的两个池塘生态系统，一个只有一个池塘，另一个有
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生产力与生物多样性关系研究进展
作者： 邱波， 王刚
作者单位： 干旱农业生态国家重点实验室,兰州大学,兰州,730000
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGIC SCIENCE
年，卷(期)： 2003,22(3)
被引用次数： 11次

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