生物多样性与生态系统功能：基本原则

本文是出自2005年《Biodiversity：Structure and Function》封面 如下：

关于生物多样性与生态系统功能关系，文中一部分假说如下：

0世纪90年代初，关于物种丰富度作为生物多样性的替代物（作为独立处理变量）如何影响生态系统过程（作为因变量），人们提出了三个主要假设，即多样性表明（i）没有影响（“无效假设”），（ii）多样性与生态系统过程之间的线性关系，或（iii）具有较高多样性水平的物种在其功能上可能是多余的。从那时起，这些早期的假设关系得到了扩展（示例见图1），它们代表了各种潜在机制。然而，它们可以分为三类：

物种主要是多余的：物种的损失由具有类似功能的其他物种来补偿。相反，这种物种的加入并没有给这个系统增加什么新东西。图形显示了一种渐近关系，其中大部分对多样性的变化不敏感。这一观点的基础是将物种划分为功能群，其中一个类群中的物种在系统中具有相似的功能。为了维持生态系统的功能，一组最小的功能群是必不可少的，但是一组中的物种至少是部分可替代的，因此是“多余的redundant”。虽然这在稳定的环境条件下可能是正确的，但这种“多余”物种可能会取代在诸如干扰事件或气候变化等不断变化的条件下丢失的物种。因此，“保险假说insurance hypothesis”预测在波动的环境条件下，生态系统功能更加稳定，多样性更高，突出了“冗余假设”的上下文依赖性。与这类假设相关的是所谓的“铆钉假设rivet hypothesis”，它将物种的作用与铆接机器的铆钉进行了比较：一些铆钉（种类）在其功能上是多余的，增加了系统的可靠性。但是，当铆钉数量下降到某个阈值以下时，系统就会失效。

物种主要是单一的：物种的减少或增加会导致生态系统进程速率的可检测变化，即物种对生态系统的功能做出独特的贡献。图形表示有一个正斜率（或负斜率，取决于所研究的过程）。具有极端影响的单一物种是“关键物种keystone species”或“生态系统工程师’ecosystem engineers”，前者是相对于其丰度对生态系统产生不成比例影响的物种（例如，捕食者控制其他物种的优势），后者是通过改变栖息地（例如筑坝海狸）改变其他成员资源可利用性的物种。

物种影响取决于环境，因此具有特殊性：物种的减少或增加的影响取决于环境条件（群落组成，生育，干扰），因此，一个物种对生态系统的贡献取决于环境。图形显示在不同比例的轨迹上有各种不同的坡度，没有明显的趋势。然而，“idiosyncratic response hypothesis”并不意味着不存在多样性的影响（即“零假设”），而是由于物种在生态系统中的作用的复杂性，很难预测其影响。

转自：“Holobionts”微信公众号

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