环境变化下植物叶片功能性状的变异及其对生态系统生产力模型模拟的影响
发布时间：2021-02-27 16:25
陆生植物的叶片功能性状与其生存、生长和繁殖等密切相关,能够单独或联合指示植物个体对环境变化的响应与适应。同时,叶片经济型谱的发现显著提高了人们对植物通过性状协同实现功能优化机制的理解。随着植物叶片功能性状新理论和新方法的不断发展,众多研究开始探索植物叶片功能性状对环境变化的响应策略。然而,以往的研究借助自然环境梯度上植物性状特征变化开展分析,难以区分种间差异和环境因子的作用。同时,科学家们陆续尝试将植物叶片功能性状间经验关系加入到生态系统生产力的模拟中,但是其预测能力受到环境变化下性状间关系稳定性的制约。为了研究上述难题,本研究构建了控制实验中植物叶片功能性状数据库。基于全球数据库的构建,全面分析了叶片功能性状及其权衡关系对多种环境因子变化的响应。同时,提出一项新的模型不确定性分析方法,追溯了植物功能性状对生产力模拟的贡献。最后,本研究还基于整合分析实验结果,借助陆地生态系统模型模拟了叶片功能性状的变化对生态系统生产力的影响。主要结果如下:（1）通过调研植物叶片功能性状相关控制实验,构建了增温、干旱、CO2施肥和氮添加下515个物种的叶片功能性状数据库,分析了环境...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
植物叶片功能性状数据库信息
2020届华东师范大学博士学位论文24图2-2植物叶片功能性状对环境变化的响应。图a，植物叶片功能性状响应比的频率分布。垂直虚线表示响应比为0。图b，植物叶片功能性状在环境变化下的变化量。圆圈和误差棒分别代表均值和95%置信区间。植物叶片功能性状的物种数量标示在误差棒上。Figure2-2Percentagechangesofleaffunctionaltraitsunderglobalenvironmentalfactors.a,Probabilitydensityofresponseratiosofleaftraitstowarming,drought,eCO2andnitrogenaddition.Theverticaldashedlineindicates0(noeffect).b,Effectsofglobalenvironmentalchangesonleaffunctionaltraits.Circlesrepresenttheglobalmeanchanges,anderrorbarsare95%credibleintervalsonthemean.Thenumberofspeciesforeachtraitisshownnearthebar.
2020届华东师范大学博士学位论文26图2-4植物叶片功能性状变化与处理强度（a-c）和持续时间（d）的关系。注：a中插图表示净光合速率变化与生长温度的关系；干旱强度指水分利用情况（降雨量、灌溉量、土壤含水量和田间持水量等）的减小幅度（%）。Figure2-4Dependenceofleaftraits"responsetoglobalenvironmentalfactorsontreatmentstrengths(a-c)andduration(d).InsetinFigureS5a,dependenceofchangesinAmontemperatureconditionsofplants.Notethat"Droughtstrength"hereisdefinedasthereductioninpercentage(%)ofwateravailability(precipitation,irrigation,soilmoisture,fieldcapacity,etc.).图2-5野外（F）和环境受控实验（C）中植物叶片功能性状对环境变化的响应差异。植物叶片功能性状的物种数量标示在误差棒上。组间差异显著性水平：*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。Figure2-5Changesofleaftraitsforfield(F)andenvironmentallycontrolled(C)groups.Mean±95%confidenceinterval.Thenumberofobservationsforeachcategoryisshownnearthebar.Between-groupheterogeneityofeffectsizeunderdifferentenvironmentalchangeswasshown:*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001.
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物功能性状对动态全球植被模型改进研究进展[J]. 杨延征,王焓,朱求安,温仲明,彭长辉,林光辉. 科学通报. 2018(25)
[2]植物性状研究的机遇与挑战:从器官到群落[J]. 何念鹏,刘聪聪,张佳慧,徐丽,于贵瑞. 生态学报. 2018(19)
[3]植物经济谱研究进展[J]. 曲鹏,邢亚娟,王庆贵. 中国农学通报. 2018(10)
[4]亚热带常绿落叶阔叶混交林植物功能性状的种间和种内变异[J]. 唐青青,黄永涛,丁易,臧润国. 生物多样性. 2016(03)
[5]全球变化与陆地生态系统碳循环研究进展[J]. 宋冰,牛书丽. 西南民族大学学报(自然科学版). 2016(01)
[6]植物叶片水力与经济性状权衡关系的研究进展[J]. 金鹰,王传宽. 植物生态学报. 2015(10)
[7]植物功能性状研究进展[J]. 刘晓娟,马克平. 中国科学:生命科学. 2015(04)
[8]植物叶片性状对气候变化的响应研究进展[J]. 王常顺,汪诗平. 植物生态学报. 2015(02)
[9]植物叶经济谱的研究进展[J]. 陈莹婷,许振柱. 植物生态学报. 2014(10)
[10]全球变暖、碳排放及不确定性[J]. 方精云,朱江玲,王少鹏,岳超,沈海花. 中国科学:地球科学. 2011(10)
本文编号：3054492
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
植物叶片功能性状数据库信息
2020届华东师范大学博士学位论文24图2-2植物叶片功能性状对环境变化的响应。图a，植物叶片功能性状响应比的频率分布。垂直虚线表示响应比为0。图b，植物叶片功能性状在环境变化下的变化量。圆圈和误差棒分别代表均值和95%置信区间。植物叶片功能性状的物种数量标示在误差棒上。Figure2-2Percentagechangesofleaffunctionaltraitsunderglobalenvironmentalfactors.a,Probabilitydensityofresponseratiosofleaftraitstowarming,drought,eCO2andnitrogenaddition.Theverticaldashedlineindicates0(noeffect).b,Effectsofglobalenvironmentalchangesonleaffunctionaltraits.Circlesrepresenttheglobalmeanchanges,anderrorbarsare95%credibleintervalsonthemean.Thenumberofspeciesforeachtraitisshownnearthebar.
2020届华东师范大学博士学位论文26图2-4植物叶片功能性状变化与处理强度（a-c）和持续时间（d）的关系。注：a中插图表示净光合速率变化与生长温度的关系；干旱强度指水分利用情况（降雨量、灌溉量、土壤含水量和田间持水量等）的减小幅度（%）。Figure2-4Dependenceofleaftraits"responsetoglobalenvironmentalfactorsontreatmentstrengths(a-c)andduration(d).InsetinFigureS5a,dependenceofchangesinAmontemperatureconditionsofplants.Notethat"Droughtstrength"hereisdefinedasthereductioninpercentage(%)ofwateravailability(precipitation,irrigation,soilmoisture,fieldcapacity,etc.).图2-5野外（F）和环境受控实验（C）中植物叶片功能性状对环境变化的响应差异。植物叶片功能性状的物种数量标示在误差棒上。组间差异显著性水平：*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。Figure2-5Changesofleaftraitsforfield(F)andenvironmentallycontrolled(C)groups.Mean±95%confidenceinterval.Thenumberofobservationsforeachcategoryisshownnearthebar.Between-groupheterogeneityofeffectsizeunderdifferentenvironmentalchangeswasshown:*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001.
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物功能性状对动态全球植被模型改进研究进展[J]. 杨延征,王焓,朱求安,温仲明,彭长辉,林光辉. 科学通报. 2018(25)
[2]植物性状研究的机遇与挑战:从器官到群落[J]. 何念鹏,刘聪聪,张佳慧,徐丽,于贵瑞. 生态学报. 2018(19)
[3]植物经济谱研究进展[J]. 曲鹏,邢亚娟,王庆贵. 中国农学通报. 2018(10)
[4]亚热带常绿落叶阔叶混交林植物功能性状的种间和种内变异[J]. 唐青青,黄永涛,丁易,臧润国. 生物多样性. 2016(03)
[5]全球变化与陆地生态系统碳循环研究进展[J]. 宋冰,牛书丽. 西南民族大学学报(自然科学版). 2016(01)
[6]植物叶片水力与经济性状权衡关系的研究进展[J]. 金鹰,王传宽. 植物生态学报. 2015(10)
[7]植物功能性状研究进展[J]. 刘晓娟,马克平. 中国科学:生命科学. 2015(04)
[8]植物叶片性状对气候变化的响应研究进展[J]. 王常顺,汪诗平. 植物生态学报. 2015(02)
[9]植物叶经济谱的研究进展[J]. 陈莹婷,许振柱. 植物生态学报. 2014(10)
[10]全球变暖、碳排放及不确定性[J]. 方精云,朱江玲,王少鹏,岳超,沈海花. 中国科学:地球科学. 2011(10)
本文编号：3054492
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