Nature | 陆地植物群落初级生产力的驱动因子

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植被净初级生产力是指绿色植物单位时间和单位面积上所产生的有机干物质总量,是反映植被固定大气中CO₂的能力, 是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,也是评价生态系统结构和功能的重要指标。长期以来，气候因子（年平均温度和降雨）被认为是影响全球尺度植物群落NPP格局的主要因子，但其调控过程还不清楚。一方面，气候因子通过调控植物的代谢过程（光合作用、呼吸作用等）而直接影响植物群落NPP。另一方面，气候可以通过调控生长季长度、群落生物量和年龄结构等，间接影响植物群落NPP。例如，在一定气候条件下，植物能够通过对局域环境的适应和驯化，调节其代谢过程与温度、水分的相关关系进而达到最大生长速率。因此，相对于寒带和温带地区，热带地区植物群落的高生产力可能不是因为单位生长季内生长速率较快，而仅仅是因为其每年的生长季长于寒带和温带造成的。
为深入研究气候对NPP的影响机理，中美学者通过将降雨量、温度、生长季长度、生物量和群落年龄纳入代谢生态学理论（metabolic scaling theory，MST）的核心模型，构建了新的分析框架，阐明了各因子对全球陆地植物群落NPP的共同和独立影响。研究结果表明：气候因子（降雨和温度）的独立影响几乎不能解释全球陆生木本植物群落NPP的变异。相反，全球NPP分布格局主要是受群落生物量和年龄结构所驱动的。这说明气候并没有通过改变植物潜在的生长速率来影响生产力，而是通过决定群落生物量和年龄结构来间接影响了生产力。同时，该研究成果还揭示了全球NPP的变异可以用一个包含生物量和群落年龄的异速生长模型来解释。将该异速生长关系与全球变化模型进行整合，必将提高我们对植物生态系统功能适应未来环境变化的预测能力。

全球1247个木本植物群落年度净初级生产力的变化

       以上研究以题为“Convergence of terrestrial plant production across global climate gradients”发表在国际著名期刊《Nature》。论文第一作者为亚利桑那大学博士后Sean Michaletz，通讯作者为福建师范大学程栋梁和美国亚利桑那大学Brian Enquist教授。

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