生物多样性影响城市绿地植物群落稳定性的主要途径
生物多样性是指生物及其与环境形成的生态综合体,其中也包含了与生物相关联的各种生态过程的总和[13],是植物群落稳定的重要保障。由于物种之间复杂的相互作用,生物多样性可以通过生物途径,即物种性状及个体生理生态特性来直接影响植物群落稳定性;也可以通过非生物途径,即资源的高效利用(生态位互补假说)、小生境构建(种间正相互作用、生物与环境相互作用)及抗干扰能力的提高(保险效应)等来维持植物群落稳定状态[14-15](图 1)。
1 生物途径
与简单植物群落相比,生物多样性高的复杂群落更有可能包含高产物种[16],且多种植物可通过特定性状或多种性状协同,更易使群落维持稳定[17]。Kunstler 等[18]发现植物性状与种间竞争关系表现出较高的相关性,且不同性状间的协同对于种间竞争和促进物种共存有重要影响。多项研究表明同一植物群落的功能与演变过程受植物物种性状组合影响[19],正是植物多种性状的协同使得群落能实现长期生存与繁衍,保证了植物群落高效生产力的输出。
2 非生物途径
“生态位互补假说”很好地说明了生物多样性高的植物群落可以更加充分和高效地利用资源。该假说认为,由于生态位差异,高生物多样性群落中的生物能够占有更广范围的“功能空间”[20],种间关系更易保持稳定,群落的资源利用效率得到提高,其生产力能够维持在较高的水平[21]。
植物群落中某些物种之间存在正相互作用关系,这使得一些物种会给另外一些物种构造微生境、小气候环境及提供保护屏障等。因此生物多样性高的群落内,各个物种之间存在正相互作用的概率增加,更有利于提高群落稳定性。
“铆钉假说”认为生物多样性高的植物群落稳定性强、抗干扰能力强[22]。虽然在生物多样性降低的初期,植物群落生态功能不会有较大变化,但当物种数量低于某一值后,植物群落内任何物种的损失都会对其功能产生严重的影响[23-24]。在变化的环境中,生物多样性高的植物群落则可以为其功能的损失提供一定的缓冲,具有“保险效应”[25],从而增强群落的稳定性。