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植物功能性状与森林生态系统服务的关系研究

文献类型:学位论文

作者潘 权
答辩日期2021-06
文献子类硕士
授予单位中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师郑华
关键词植物功能性状,生态系统服务权衡,生态系统功能,生态系统管理 plant Functional Trait, Ecosystem Service Trade-off, Ecosystem Function, Ecosystem Managemen
学位名称工程硕士
学位专业环境工程
其他题名Study on the relationship between plant functional traits and forest ecosystem service
英文摘要

      全面认识和理解生态系统服务的形成机制是维持其持续供给的前提。植物功 能性状直接参与多种生态系统过程,影响生态系统服务供给,探讨植物功能性状 与生态系统服务的关系是揭示生态系统服务形成机制的重要途径。然而,植物功 能性状与生态系统服务的关系缺乏整体的认识。本研究采用整合分析方法,通过 预检索、精确检索以及文献筛选,从 7120 篇相关文献中收集了 216 篇探讨植物 功能性状与生态系统服务关系的文献,统计了生物量、土壤肥力、径流控制、土 壤水分、水质净化、病虫害控制、入侵控制、固碳、空气质量调节、土壤保持、 泥沙拦截、授粉服务、火灾控制以及风害控制等 14 种服务与 103 个植物功能性 状之间的正负关系,并建立数据库。基于数据库通过整合分析的方法进一步探究 植物功能性状对森林生态系统服务形成及其权衡与协同影响的机制,结果如下:   

       (1)植物功能性状与生态系统服务关系的研究在不同服务类型和植物性状 之间存在较大差异。生态系统服务中关注最多是生物量、土壤肥力、病虫害控制、 固碳服务,植物功能性状中叶片功能性状关注最多,占总体研究性状数量的46.7%; 植物功能性状与生态系统服务关系的研究数量在空间上也存在差异,研究最多的 地区是亚洲,占整体数量的 46.3%,其次是南美洲和北美洲,研究数量均在整体 的 20%以上,而非洲最少,仅占整体数量的 6.5%,并且不同生态系统服务研究 的热点地区也不同。

          (2)在 206 组植物功能性状与生态系统服务的关系中,81.1%的植物功能性 状和服务之间存在着较稳定的正向或负向作用,仅有 39 组关系的具有不稳定的 正负关系,且主要集中在叶片性状与生物量和固碳服务等物质生产类服务以及根 系性状与土壤肥力的关系中。根据植物功能性状对生态系统服务的影响效应,确 定了 6 个主要影响不同生态系统服务的植物功能性状组:影响土壤肥力的性状组、 影响水循环相关服务的性状组、影响土壤保持相关服务的性状组、影响物质生产 相关服务的性状组、影响灾害控制相关服务的性状组以及影响授粉服务的性状组。 在影响物质生产相关服务的性状组中,茎直径、最大高度、叶片碳氮比以及光合 速率是影响生态系统生物量的关键性状。

      (3)在 40 个影响生态系统服务权衡或协同关系的植物功能性状中,52.5% 的植物功能性状对生态系统服务之间的协同和权衡关系都具有的影响效应,其中 冠层尺寸、叶片大小、叶片碳含量、木材密度和最大高度是影响生态系统服务之 间权衡或协同关系的主要性状。影响生态系统服务权衡或协同的植物功能性状组 分别对应着 5 个不同的生态系统结构或过程:主要影响种间作用过程的性状、主 要影响养分循环过程的性状、主要影响地下结构的性状、主要影响物质生产过程 的性状以及主要影响地上结构的性状。在 30 组存在权衡或协同关系的生态系统 服务之间,具有权衡以及协同关系的生态系统服务之间往往受多个植物功能性状 组的共同影响,而具有协同或权衡关系的生态系统服务组主要受一组特定的植物 功能性状的影响。

       研究结果阐明了植物功能性状对生态系统服务及其权衡与协同关系的主要 影响效应,识别了影响不同生态系统服务的主要植物功能性状,并揭示了引发生 态系统服务权衡或协同的主要生态系统过程以及关键性状。本研究将植物个体的 性状与生态系统服务的关联起来,为今后基于植物功能性状的森林生态系统服务 及其权衡或协同关系的研究提供了良好的理论基础,同时也为生态系统尺度上的 生态修复或管理提供植物选择和群落配置的依据。

页码109
源URL[https://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/47051]  
专题生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
潘 权. 植物功能性状与森林生态系统服务的关系研究[D]. 北京. 中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心. 2021.

入库方式: OAI收割

来源:生态环境研究中心

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