科學家揭示植物功能性狀與生產力模擬新機制—新聞—科學網

2021-01-09 科學網

 

華東師範大學生態與環境科學學院教授夏建陽團隊在植物功能性狀與生產力模擬方向的研究中又獲新進展，進一步揭示了植物葉片功能性狀的權衡關係對全球環境變化的響應規律及其對生態系統生產力預測的重要意義。6月12日，該研究成果發表於《自然—通訊》。

地球上現存約三十多萬種維管束植物，它們在漫長的進化過程中呈現出豐富多樣的生理生態學和形態學特徵，並形成千姿百態的植物群落。由於這些特徵能夠反映植物對環境變化的響應與適應，並且影響植物個體與生態系統的功能，因此被定義為植物功能性狀。然而，如何基於植物功能性狀預測陸地生態系統生產力變化，長期以來是生態學的基本問題之一。

為此，夏建陽團隊系統分析了全球210個生態學實驗中 515個植物物種的葉片功能性狀觀測數據，發現物種間成對性狀對增溫、乾旱、CO2富集和氮素添加的響應方向存在較大差異，並且大部分不遵循葉片經濟型譜的指示方向。然而，物種之間的葉片功能性狀權衡關係在環境變化下維持較高的穩健性。

在全球碳循環模型中，植物功能性狀是模擬生態系統生產力動態的關鍵參數，也是劃分全球陸地表面植物功能類型的重要參考指標。在另一項研究中，該團隊結合衛星遙感反演產品、渦度通量數據和原位觀測數據，評估了十五個國際主流碳循環模型對東亞季風區生態系統生產力模擬的不確定性來源。研究發現，比葉面積和葉面積指數等植物葉片功能性狀的表徵差異，是當前全球碳循環模型之間生態系統生產力模擬差異的重要來源。

「這些研究表明，準確刻畫植物葉片功能性狀之間的權衡關係，有助於改進全球碳循環模型對陸地生態系統生產力的模擬。」夏建陽表示，然而，這些研究也指出植物功能性狀的權衡關係對全球環境變化的響應在物種之內、物種之間和群落水平存在不同的格局與機制。因此，在當前全球環境急劇變化的背景下，如何基於植物性狀預測陸地生態系統功能依然包含許多未解的生態學問題。

該系列研究受到了科技部重點研發專項與國家自然科學基金委項目等經費支持。

相關論文信息：https://www.nature.com/articles/s41467-020-16839-9

 

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