Nature Communications & GBC | 华东师大夏建阳教授团队发现植物功能性状预测生态系统变化
点击蓝字｜关注我们
Content
如何基于植物功能性状预测陆地生态系统生产力变化？这是生态学的基本问题之一。国际著名学术期刊《Nature Communications》杂志发表了华东师范大学生态与环境科学学院夏建阳团队相关研究成果。这是该团队在地学著名期刊《Global Biogeochemical Cycles》发表封面论文之后，进一步揭示植物叶片功能性状的权衡关系对全球环境变化的响应规律，及其对生态系统生产力预测的重要意义。
维管束植物（图选自维基百科）是指具有维管组织的植物，这些组织中可将液体作快速的流动，在体内运输水分和养分，它包括蕨类植物和种子植物。种子植物又分为裸子植物和被子植物。
地球上现存约三十多万种维管束植物，它们在漫长的进化过程中呈现出丰富多样的生理生态学和形态学特征，并形成千姿百态的植物群落。由于这些特征能够反映植物对环境变化的响应与适应，并且影响植物个体与生态系统的功能，因此被定义为植物功能性状。如叶片作为植物的光合作用器官，其功能性状（如寿命、氮含量与比叶面积等）在不同物种之间就存在着巨大差异。
Wright等（2004）首次发现全球的植物物种在叶片功能性状间存在稳定的权衡关系，并将其定义为“叶片经济型谱”。
基于叶片经济型谱，生态学家们陆续尝试利用植物功能性状的协同变化，优化光合作用的模拟机制，以期改进全球碳循环模型对生态系统生产力响应未来全球环境变化的预测能力。然而，这些科学尝试引出了一个新的生态学问题，即植物物种之间的功能性状权衡关系是否在全球环境变化下依然保持稳健性？该研究团队系统地分析了全球210个生态学实验中 515个植物物种的叶片功能性状观测数据，发现物种间成对性状对增温、干旱、CO2富集和氮素添加的响应方向存在较大差异，并且大部分不遵循叶片经济型谱的指示方向（图1）。然而，物种之间的叶片功能性状权衡关系在环境变化下维持较高的稳健性（图2）。
该研究成果以“Robust leaf trait relationships across species under global environmental changes”为题发表在《Nature Communications》期刊。图2不同植物物种的叶片功能性状权衡关系对环境变化的响应。
图3植物功能性状对模型间生产力模拟差异的相对贡献。
以上研究表明，准确刻画植物叶片功能性状之间的权衡关系，有助于改进全球碳循环模型对陆地生态系统生产力的模拟。然而，这些研究也指出植物功能性状的权衡关系对全球环境变化的响应在物种之内、物种之间和群落水平存在不同的格局与机制。因此，在当前全球环境急剧变化的背景下，如何基于植物性状预测陆地生态系统功能依然包含许多未解的生态学问题。华东师范大学生态与环境科学学院博士研究生崔二乾为以上研究论文的第一作者，华东师范大学为第一完成单位，夏建阳教授为论文通讯作者。华东师大阎恩荣教授、北亚利桑那大学骆亦其教授与哥伦比亚大学翁恩生研究员对以上工作给予了悉心的指导。该系列研究受到了科技部重点研发专项与国家自然科学基金委项目等经费支持。相关热门文章
Trends in Ecology & Evolution | 何念鹏&于贵瑞团队：构架传统植物功能性状与宏观生态研究Trends in Ecology & Evolution | 何念鹏&于贵瑞团队：植物性状网络的理论体系和研究方法
版纳植物园在木质藤本功能性状及其生态适应研究上取得系列进展中科院地理所寇亮等在森林根系过程(生长、周转、分解及物候过程)方面取得系列研究进展
周旭辉教授课题组在人类活动和气候变化对草原生态系统碳氮循环影响领域发表系列文章
GCB | 中科院华南植物所：菌根真菌缓解土壤酸化诱导的磷限制—鼎湖山十年酸沉降试验的证据
扫描二维码 ｜关注我们
转发、收藏、点赞、点在看
点击文末”阅读原文“可获链接
注意：由于微信修改了推送规则，请大家将生态学者加为星标，或每次看完后点击页面下端的“在看”，这样可以第一时间收到我们的推文！
版权声明
本文来源：华东师范大学官网，学术分享，侵权告改或删！