青藏高原、蒙古高原、黄土高原草地植物叶绿素含量和组成的空间变异及其对生产力的影响
文献类型：学位论文
| 作者 | 张尧 |
| 答辩日期 | 2022-10 |
| 文献子类 | 博士后出站报告 |
| 授予单位 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 于贵瑞 ; 何念鹏 |
| 关键词 | 高原草地 基于性状的生产力预测框架 空间代替时间 生产力 性状分布 性状变异 性状总量 性状效率 叶绿素 植物群落性状 植物功能性状 |
| 学位名称 | 博士后 |
| 英文摘要 | 植物功能性状是解决一系列生态学核心问题最有潜力的途径之一，但必须基于对性状在大尺度上空间分布变异特征、与环境的关系及与生态系统功能关系的全面理解。植物重要功能性状叶绿素，是植物物质生产的分子基础，其在增加生产力预测精度上初步展现了一定的优势。但是，叶绿素在大尺度的空间分布、变异、与环境因子的关系还处于知识空白阶段。并且，将叶绿素纳入模型进行科学预测尚存在技术瓶颈。这些研究空白和瓶颈降低了现有模型和技术进行生态预测的科学性，阻碍我们准确认识气候变化下的生态系统响应。 本研究以存在天然温度梯度的三大高原草地为研究区——青藏高原、蒙古高原、黄土高原，对其内30个样点共475个草地物种的叶绿素含量（叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b）和组成（叶绿素a/b）进行分析：（1）在物种水平上，以性状均值为关注点，研究整个样带和三大区域内叶绿素含量和组成的空间格局、变异及与环境因子的关系。（2）以分布特征为关注点，分析叶绿素含量和组成的频度分布曲线参数；利用“空间代替时间”的方法，揭示不同区域叶绿素含量和组成在变暖下的分布变化趋势及敏感度；（3）在群落水平上，利用两种性状上推法比较群落叶绿素含量的空间格局、变异及与环境因子的关系，并依据两种方法的不同内涵发展出一套新的基于性状的生产力框架概念。 研究结果表明：（1）在整个草地样带上，叶绿素总含量（叶绿素a+b）和组成（叶绿素a/b）分布范围分别为0.67~39.29（平均值为7.32）mgg-1DW和1.28~7.84（平均值为3.02）。叶绿素的变异依赖于植物生长型、寿命、分类群，且最主要的变异来源于种间差异。叶绿素含量和叶绿素a/b均与光合有效辐射和土壤氮磷比呈现负相关，与年平均温度呈现正相关，而与年平均降水不存在相关关系，且受到草地生态系统单一垂直结构的独特光环境和系统发育的影响。（2）全球变暖可能导致草地叶绿素含量的分布向着空间范围更广、分化程度更高的方向变化（即体现出功能异质性），而叶绿素组成的分布则向着变异空间更小、更均匀的方向变化（即功能同质性）。相比较于叶绿素含量，叶绿素组成的分布更为聚集和保守，并且对升温的敏感性较低、响应强度较弱。变暖情况下，叶绿素分布变化的原因是群落物种组成发生变化。（3）基于两种群落叶绿素计算方法的生产力框架在整个草地样带和三大高原内部都表现出一定的适用性，在整个样带上对总第一生产力、净第一生产力、地上净初级生产力变异的解释率分别为52%，54%和67%。但是解释率在区域间存在差异，在环境严酷的青藏高原解释率远高于其他两个高原。此框架应用于高原草地时，群落叶绿素总量受到区域限制因子的调控，对生产力起主导作用。本研究补充了大尺度下叶绿素的知识空白，为生态预测模型及方法学提供新的视角和思路。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 113 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/194333]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张尧. 青藏高原、蒙古高原、黄土高原草地植物叶绿素含量和组成的空间变异及其对生产力的影响[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院地理科学与资源研究所. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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