群落生態學研究多物種系統中種間交互作用如何決定物種共存、群落組裝與生態系統功能。核心問題涵蓋多樣性的維持機制、群落結構的決定因子以及時空動態。
共存理論與競爭模型
Lotka-Volterra 競爭模型為共存分析提供了數學框架：dN₁/dt = r₁N₁(K₁ − N₁ − α₁₂N₂)/K₁，穩定共存的條件為種間競爭弱於種內競爭（α₁₂ < K₁/K₂ 且 α₂₁ < K₂/K₁）。Chesson（2000）將共存機制區分為穩定化機制（stabilizing mechanisms，增大適合度差異的門檻）與均等化機制（equalizing mechanisms，縮小物種平均適合度差異）。現代共存理論（HilleRisLambers et al., 2012）進一步整合了密度依賴性競爭、儲存效應（storage effect）和時空環境波動對多物種共存的貢獻。
群落組裝與中性理論
Hubbell（2001）提出的統一中性理論（Unified Neutral Theory）假設同營養階群的所有個體在出生、死亡與繁殖方面具等效性，群落結構主要由隨機漂變和遷入率驅動。此理論成功預測了多種熱帶森林的物種豐度分布（SAD），但無法解釋功能性狀和系統發育結構的非隨機模式（Webb et al., 2002）。基於性狀的群落生態學（trait-based community ecology）嘗試以功能性狀（如比葉面積 SLA、種子大小）量化環境過濾與競爭排斥的相對重要性。
營養級聯與關鍵種效應
Paine（1966）的潮間帶實驗開創了關鍵種概念：移除海星 Pisaster ochraceus 後，貽貝 Mytilus 獨占基質，物種多樣性劇降。營養級聯（trophic cascade）描述頂級掠食者對初級生產者的間接控制，Estes et al.（1998）在海獺—海膽—巨藻系統中提供了經典海洋案例。
演替理論的演進
Clements（1916）的超級有機體觀點認為演替趨向單一頂極，而 Gleason（1926）主張群落為物種個體反應的偶然集合。Connell & Slatyer（1977）歸納三種演替機制模型：促進模型（facilitation）、忍受模型（tolerance）與抑制模型（inhibition），後續研究證明三者可在同一演替序列中並存。
生物多樣性與生態系統功能（BEF）
Tilman et al.（2001）的 Cedar Creek 長期實驗證明物種多樣性正向影響初級生產力和生態系統穩定性，機制包括取樣效應和互補效應。Loreau & Hector（2001）發展了分解互補與選擇效應的統計框架。IPBES（2019）全球評估報告指出約一百萬物種面臨滅絕威脅，群落層級的功能冗餘與響應多樣性成為預測生態韌性的關鍵指標。