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生态系统多功能性对全球变化的响应: 进展、问题与展望
张宏锦, 王娓
植物生态学报    2021, 45 (10): 1112-1126.   DOI: 10.17521/cjpe.2020.0074
摘要   (2668 HTML122 PDF(pc) (2530KB)(2245)  

全球变化所包含的土地利用和气候等因素的改变, 将对生产力、养分循环等生态系统功能产生重要的影响。以往研究大多只关注全球变化对单一功能的影响, 即使同时测定多种功能也是进行独立的分析。但由于不同功能间常常存在的权衡或协同关系, 导致基于单个功能的探讨难以反映全球变化对生态系统多功能性(EMF)的影响, 从而限制了人们对于全球变化影响的全面认识和评估。早在2007年, Hector和Bagchi首次量化EMF, 该领域才开始受到广泛关注。在此之后, EMF量化方法的不断完善, 极大地推动了该领域的发展。近年来, 全球变化对EMF的影响也被广泛关注。为系统梳理该领域的研究进展, 该文基于中国知网、ISI Web of Science等当前常用的学术期刊数据库, 检索2007-2020年的相关文献并进行计量分析, 系统归纳出该领域的发展现状。在此基础上, 详细阐述目前关注较多的土地利用变化、气温升高、降水改变以及氮沉降对EMF的影响, 并针对现有研究中存在的问题, 提出未来所需关注的6个方向: (1)规范EMF量化体系; (2)关注全球变化背景下多因子交互效应; (3)不同时间尺度下EMF对全球变化的响应; (4)全球变化背景下多维度、多尺度生物多样性与EMF; (5)全球变化背景下多营养级多样性与EMF; (6)全球变化背景下根系功能性状与EMF。



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图4 生态系统多功能性指标数量选择统计。饼图红色部分代表指标数量为5-8个的EMF研究占总研究的百分比。
正文中引用本图/表的段落
除了指标类型选取问题外, 不同研究选取的指标数量也不尽一致(图4), 导致不同研究计算出的多功能性指数有很大的差异, 甚至得出相反的结论。针对此问题, 本文通过计量分析发现, 多数研究(约49%)对于指标数量的选取集中于5-8个(图4)。这是一个可供参考的范围, 因为考虑功能数太少, 不足以反映多功能性; 而考虑功能数太多, 则会由于功能间权衡问题的增加(徐炜等, 2016b), 导致结果不确定性增加。未来可尝试从统计学角度出发, 研究随指标数量的增加, 是否存在一个阈值或拐点, 使得指标数量的继续增加并不会对多功能性指数产生显著影响, 从而提供一个更加可靠的数量选取范围。
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