[科普中國]-功能群

概念

功能群是用以描述在群落中功能相似的所有物種的集合，它是基于生理、形態(tài)、生活史或其他對某一生態(tài)系統(tǒng)過程相關(guān)以及與物種行為相聯(lián)系的一些生物學(xué)特性來劃分的，其生物學(xué)特性的選擇應(yīng)該基于野外調(diào)查。利用這種方法有助于在群落生態(tài)學(xué)研究中簡化群落內(nèi)部物種間的關(guān)系，而不是純粹地以物種分類標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，使得生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性在研究中減小。功能群概念的引入，為研究生態(tài)系統(tǒng)功能和維持機(jī)制注入了新的活力。3

特點把群落劃分成具有共同功能特征的功能群是生態(tài)學(xué)研究中簡化群落結(jié)構(gòu)和功能的較好分析方法，這些功能類群對環(huán)境變化的反應(yīng)是各生物類群反應(yīng)的綜合表征。在反映生態(tài)系統(tǒng)變化的生物指標(biāo)體系中，功能群能夠提供群落對干擾反應(yīng)的廣泛和預(yù)測性的理解。這些類群對環(huán)境變化的反應(yīng)比個體及種群的反應(yīng)更為重要、綜合性更強(qiáng)，因此，功能群反應(yīng)可以作為推測生態(tài)系統(tǒng)健康受損時種群壓力指標(biāo)的基礎(chǔ)。由于功能群的劃分是以生態(tài)功能為基礎(chǔ)，因此生態(tài)系統(tǒng)的任何變化，尤其是功能的損害，都會明顯地反映在功能群的類型及其組成上。在決定生態(tài)過程方面，功能群組成及其多樣性常常表現(xiàn)出更明顯的作用。

功能群組成以及功能群間的相互作用對群落生產(chǎn)力及其穩(wěn)定性具有更重要的影響。功能群的劃分在實際的研究中是很必要的。因為，盡管每個物種對生態(tài)系統(tǒng)過程都具有作用，但這種作用的性質(zhì)和大小有著相當(dāng)大的差別，人們通常不能很準(zhǔn)確地知道每個物種對生態(tài)系統(tǒng)過程的相對貢獻(xiàn)。因此，在生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的研究中，這種非系統(tǒng)發(fā)育（進(jìn)化）的功能分類法被許多的生態(tài)學(xué)家所采用。

在底棲動物的研究中，功能群是指具有相同生態(tài)功能的一組底棲動物物種。但當(dāng)前底棲動物功能群的劃分標(biāo)準(zhǔn)還不是很清晰，有的按照底棲動物在生態(tài)系統(tǒng)中的功能，把它們分為次級生產(chǎn)者、粉碎者、分解促進(jìn)者、生物擾動者等功能群來進(jìn)行研究；有的以食性為基礎(chǔ)進(jìn)行功能群的劃分。

食性功能群方法的發(fā)展，為生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性動態(tài)研究中生物指標(biāo)的遴選提供了可能，功能群數(shù)量及功能群內(nèi)物種數(shù)的變化，與其所棲息的生境質(zhì)量緊密相關(guān)。3

劃分類型根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中的生物組成成分，功能群可劃分為目標(biāo)功能群、維持功能群和從屬功能群這三類功能群，詳細(xì)介紹如下：

①目標(biāo)功能群是（target functional group，TFG）是指那些種群動態(tài)能夠被用于監(jiān)視保護(hù)區(qū)管理的物種群。在管理過程中目標(biāo)功能群的動態(tài)需要更多的研究和監(jiān)視。

②維持功能群（supporting functional group，SFG）是指那些提供和維持整個生態(tài)系統(tǒng)基本資源和生境的物種群。

③從屬功能群（subordinate functional group，SOFG）是指那些在保護(hù)目標(biāo)功能群的過程中能夠被從屬保護(hù)的物種群。

在三類功能群的劃分中，植物作為生產(chǎn)者和基礎(chǔ)營養(yǎng)級，可以被看作維持功能群。高級營養(yǎng)級的物種，在陸地生態(tài)系統(tǒng)中為鳥類、哺乳類和大型的爬行類，在水生生態(tài)系統(tǒng)中為魚類、腕足類和水生哺乳類，能夠被作為目標(biāo)功能群。作為中間營養(yǎng)級的小型動物和作為分解者的微生物，一般被考慮作為從屬功能群。此外，如果有地方種和珍稀瀕危種存在，不管它屬于植物還是動物，都應(yīng)被看作目標(biāo)功能群。

對于維持功能群的細(xì)分，植被群叢通常被作為維持功能群的最小單位，因為它是研究野生動物生境的基本單位。維持功能群的分類步驟如下。第一，水生植被和陸地植都應(yīng)當(dāng)被考慮。第二，對于陸地植被，不同的生境類型應(yīng)當(dāng)被區(qū)分，如地形和土壤理化因素。第三，所有陸上植被都應(yīng)根據(jù)植被的外貌分為林地、灌叢和草地。第四，在林地、灌叢或草地中，植被的群叢被歸類。4

植物功能群的劃分一般有以下3個方面的標(biāo)準(zhǔn)：質(zhì)量特征、空間和時間上的變化。質(zhì)量特征主要包括生活型、形態(tài)結(jié)構(gòu)、干物質(zhì)在不同器官中的分配比例、生理特點（如C3、C4和CAM等光合途徑）和外貌特點（生理和形態(tài)特征相結(jié)合的途徑）等。空間變化包括物種或其器官，如葉片和根系等的水平和垂直分布格局；時間變化主要指物種的生長發(fā)育節(jié)律，即物候?qū)W特征。植物功能群的劃分，對于認(rèn)識生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)功能具有重要意義。1

對于從屬功能群的細(xì)分，分類的參考標(biāo)準(zhǔn)僅依據(jù)物種的分類學(xué)基礎(chǔ)即可，例如浮游動物，腔腸動物，環(huán)節(jié)動物，軟體動物，腕足動物，甲殼動物，棘皮動物，昆蟲，魚類，爬行動物和兩棲類?？傊?，除了大型的真菌，大部分的微生物可能被忽略，這足因為它們微小的個體和在保護(hù)區(qū)中的地位。4

底棲動物絕大多數(shù)是消費者，為異養(yǎng)型生物，按食性將其劃分為5種類型：浮游生物食性類群，依靠各種過濾器官濾取水體中的微小浮游生物，如許多雙殼類，甲殼類等；植食性類群，主要以維管束植物和海藻為餌料，如某些腹足綱、雙殼綱和蟹類等；肉食性類群，捕食小型動物和動物幼體，如某些環(huán)節(jié)動物、十足類動物等；雜食性類群，依靠皮膚或鰓的表皮，直接吸收溶解在水中的有機(jī)物，也可取食植物腐葉和小型雙殼類、甲殼類，如某些腹足綱、雙殼綱和蟹類等；碎屑食性類群，它們能攝食底表的有機(jī)碎屑，吞食沉積物，在消化道內(nèi)攝取其中的有機(jī)物質(zhì)，如某些線蟲、雙殼類等。3

功能群的分類等級并沒有任何特殊的含義，而是完全根據(jù)研究的需要確定劃分的原則，分為不同的功能群，因而具有隨意性。生態(tài)學(xué)家之所以提出功能群的概念，主要是因為他們并不滿足分類學(xué)家們所提出的那種系統(tǒng)分類，由于它們沒有完全反映出植物朋顯的生態(tài)學(xué)功能。事實上，任何一級組織水平，只要組成成分具有一系列共有的結(jié)構(gòu)或過程特征，都可以作為一個功能群來處理。因而在理論上，這些功能群可以是無限的，物種數(shù)目沒有明確的限制。對于一個復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，最簡單、最形象的可以分成三個功能群，即初級生產(chǎn)者（植物和某些微生物）、消費者（動物和某些微生物)和分解者。它們分別在全球生態(tài)系統(tǒng)和生物圈的功能和維護(hù)中起重要的作用。1

研究意義以往的研究方法主要側(cè)重群落生物多樣性、生物量、生活型及生態(tài)位的定量分析，很少有涉及群落功能結(jié)構(gòu)的劃分和研究。功能群組成及功能群問的相互作用對群落生產(chǎn)力及其穩(wěn)定性具有很重要的作用，功能群的研究能更好地認(rèn)識生物多樣性與生物群落結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系。將生物群落中的物種分成不同的功能群來進(jìn)行研究的優(yōu)點在于：①使復(fù)雜的生物群落簡化，有利于認(rèn)識系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能；②弱化了物種的個別作用，從而強(qiáng)調(diào)了物種功能群的集體作用。

功能群的劃分使得研究群落內(nèi)部能量物質(zhì)流動能簡單化，因此采用功能群劃分在研究生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)能量流動方面廣泛應(yīng)用，特別是在植物群落生態(tài)領(lǐng)域。但是動物群落生態(tài)學(xué)中應(yīng)用功能群手段相對植物生態(tài)學(xué)的研究報道較少，由于無脊椎動物群落相對比較復(fù)雜，特別是昆蟲、海洋無脊椎動物群落領(lǐng)域的研究中，功能群的研究具有很好的可操作性。應(yīng)用功能群方法的基礎(chǔ)在于對底棲動物生物學(xué)知識的深入了解，并與功能生物多樣性聯(lián)系起來。Lamont（1995）強(qiáng)調(diào)指出，為了達(dá)到對生物群落及其多樣性的深入認(rèn)識，需要了解結(jié)構(gòu)（如物種組成）和功能之間的聯(lián)系。3