功能群
具有相似的结构或功能的物种的集合
功能群也称为适应性症候群,是指具有相似的结构或功能的物种的集合,即是将一个生态系统内一些具有相似特征,或行为上表现出相似特征的物种尽可能的归类。
概念
功能群是用以描述在群落中功能相似的所有物种的集合,它是基于生理、形态、生活史或其他对某一生态系统过程相关以及与物种行为相联系的一些生物学特性来划分的,其生物学特性的选择应该基于野外调查。利用这种方法有助于在群落生态学研究中简化群落内部物种间的关系,而不是纯粹地以物种分类标准为基础,使得生态系统的复杂性在研究中减小。功能群概念的引入,为研究生态系统功能和维持机制注入了新的活力。
特点
把群落划分成具有共同功能特征的功能群是生态学研究中简化群落结构和功能的较好分析方法,这些功能类群对环境变化的反应是各生物类群反应的综合表征。在反映生态系统变化的生物指标体系中,功能群能够提供群落对干扰反应的广泛和预测性的理解。这些类群对环境变化的反应比个体及种群的反应更为重要、综合性更强,因此,功能群反应可以作为推测生态系统健康受损时种群压力指标的基础。由于功能群的划分是以生态功能为基础,因此生态系统的任何变化,尤其是功能的损害,都会明显地反映在功能群的类型及其组成上。在决定生态过程方面,功能群组成及其多样性常常表现出更明显的作用。
功能群组成以及功能群间的相互作用对群落生产力及其稳定性具有更重要的影响。功能群的划分在实际的研究中是很必要的。因为,尽管每个物种对生态系统过程都具有作用,但这种作用的性质和大小有着相当大的差别,人们通常不能很准确地知道每个物种对生态系统过程的相对贡献。因此,在生态系统结构与功能的研究中,这种非系统发育(进化)的功能分类法被许多的生态学家所采用。
在底栖动物的研究中,功能群是指具有相同生态功能的一组底栖动物物种。但当前底栖动物功能群的划分标准还不是很清晰,有的按照底栖动物在生态系统中的功能,把它们分为次级生产者、粉碎者、分解促进者、生物扰动者等功能群来进行研究;有的以食性为基础进行功能群的划分。
食性功能群方法的发展,为生态系统中生物多样性动态研究中生物指标的遴选提供了可能,功能群数量及功能群内物种数的变化,与其所栖息的生境质量紧密相关。
划分类型
根据生态系统中的生物组成成分,功能群可划分为目标功能群、维持功能群和从属功能群这三类功能群,详细介绍如下:
①目标功能群是(target functional group,TFG)是指那些种群动态能够被用于监视保护区管理的物种群。在管理过程中目标功能群的动态需要更多的研究和监视。
②维持功能群(supporting functional group,SFG)是指那些提供和维持整个生态系统基本资源和生境的物种群。
③从属功能群(subordinate functional group,SOFG)是指那些在保护目标功能群的过程中能够被从属保护的物种群。
在三类功能群的划分中,植物作为生产者和基础营养级,可以被看作维持功能群。高级营养级的物种,在陆地生态系统中为鸟类、哺乳类和大型的爬行类,在水生生态系统中为鱼类、腕足类和水生哺乳类,能够被作为目标功能群。作为中间营养级的小型动物和作为分解者的微生物,一般被考虑作为从属功能群。此外,如果有地方种和珍稀濒危种存在,不管它属于植物还是动物,都应被看作目标功能群。
对于维持功能群的细分,植被群丛通常被作为维持功能群的最小单位,因为它是研究野生动物生境的基本单位。维持功能群的分类步骤如下。第一,水生植被和陆地植都应当被考虑。第二,对于陆地植被,不同的生境类型应当被区分,如地形和土壤理化因素。第三,所有陆上植被都应根据植被的外貌分为林地、灌丛和草地。第四,在林地、灌丛或草地中,植被的群丛被归类。
植物功能群的划分一般有以下3个方面的标准:质量特征、空间和时间上的变化。质量特征主要包括生活型、形态结构、干物质在不同器官中的分配比例、生理特点(如C3、C4和CAM等光合途径)和外貌特点(生理和形态特征相结合的途径)等。空间变化包括物种或其器官,如叶片和根系等的水平和垂直分布格局;时间变化主要指物种的生长发育节律,即物候学特征。植物功能群的划分,对于认识生物多样性的生态系统功能具有重要意义。
对于从属功能群的细分,分类的参考标准仅依据物种的分类学基础即可,例如浮游动物,腔肠动物,环节动物,软体动物,腕足动物,甲壳动物,棘皮动物,昆虫,鱼类,爬行动物和两栖类。总之,除了大型的真菌,大部分的微生物可能被忽略,这足因为它们微小的个体和在保护区中的地位。
底栖动物绝大多数是消费者,为异养型生物,按食性将其划分为5种类型:浮游生物食性类群,依靠各种过滤器官滤取水体中的微小浮游生物,如许多双壳类甲壳类等;植食性类群,主要以维管束植物和海藻为饵料,如某些腹足纲双壳纲蟹类等;肉食性类群,捕食小型动物和动物幼体,如某些环节动物、十足类动物等;杂食性类群,依靠皮肤或鳃的表皮,直接吸收溶解在水中的有机物,也可取食植物腐叶和小型双壳类、甲壳类,如某些腹足纲、双壳纲和蟹类等;碎屑食性类群,它们能摄食底表的有机碎屑,吞食沉积物,在消化道内摄取其中的有机物质,如某些线虫双壳类等。
功能群的分类等级并没有任何特殊的含义,而是完全根据研究的需要确定划分的原则,分为不同的功能群,因而具有随意性。生态学家之所以提出功能群的概念,主要是因为他们并不满足分类学家们所提出的那种系统分类,由于它们没有完全反映出植物朋显的生态学功能。事实上,任何一级组织水平,只要组成成分具有一系列共有的结构或过程特征,都可以作为一个功能群来处理。因而在理论上,这些功能群可以是无限的,物种数目没有明确的限制。对于一个复杂的生态系统,最简单、最形象的可以分成三个功能群,即初级生产者(植物和某些微生物)、消费者(动物和某些微生物)和分解者。它们分别在全球生态系统和生物圈的功能和维护中起重要的作用。
研究意义
以往的研究方法主要侧重群落生物多样性、生物量、生活型及生态位的定量分析,很少有涉及群落功能结构的划分和研究。功能群组成及功能群问的相互作用对群落生产力及其稳定性具有很重要的作用,功能群的研究能更好地认识生物多样性与生物群落结构和功能的关系。将生物群落中的物种分成不同的功能群来进行研究的优点在于:①使复杂的生物群落简化,有利于认识系统的结构和功能;②弱化了物种的个别作用,从而强调了物种功能群的集体作用。
功能群的划分使得研究群落内部能量物质流动能简单化,因此采用功能群划分在研究生态系统物质能量流动方面广泛应用,特别是在植物群落生态领域。但是动物群落生态学中应用功能群手段相对植物生态学的研究报道较少,由于无脊椎动物群落相对比较复杂,特别是昆虫、海洋无脊椎动物群落领域的研究中,功能群的研究具有很好的可操作性。应用功能群方法的基础在于对底栖动物生物学知识的深入了解,并与功能生物多样性联系起来。Lamont(1995)强调指出,为了达到对生物群落及其多样性的深入认识,需要了解结构(如物种组成)和功能之间的联系。
参考资料
最新修订时间:2023-12-24 10:19
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