生产力、可靠度与物种多样性:微宇宙实验研究

近年来，生物多样性与生态系统功能的关系成为生态学领域内一个重大科学问题。有一些实验研究表明，物种多样性的降低会使生态系统的生产力、稳定性等功能受损。然而对这些实验结果的解释却产生了激烈的争论，因为有两种机制——“生态位互补”和“抽样效应”都可能会产生这种结果。本项研究通过微宇宙实验探讨了物种多样性与生态系统生产力及其可靠度的关系。在10种单细胞藻类中随机抽取物种，构建具有不同物种丰富度的水生群落，并使同一物种丰富度水平的群落之间没有物种交叉，然后检测物种丰富度对群落生产力及其可靠度的作用。群落生产力以藻类干重表示，自实验开始后第4周起，每周测定1次，共测5次。结果显示：物种丰富度对群落生产力有正效应，并且这种正效应随时间推移而增强；许多混合群落的生产力超过了该群落内所有物种的单产，即发生了超产现象；在实验初期某些特定物种对一些混合群落生产力有主要贡献，而在实验后期却没有任何多物种群落的生产力受个别物种存在与否的影响；群落生产力的可靠度与物种丰富度之间不存在显著相关。从以上结果可以得知：物种多样性对群落生产力有逐渐增强的正效应；物种多样性对生产力的正效应是生态位互补和抽样效应共同作用的结果，但随时间推移，抽样效应逐