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植物功能性状对生态系统服务影响研究进展

潘权, 郑华, 王志恒, 文志, 杨延征

植物生态学报 2021, 45 (10): 1140-1153. DOI: 10.17521/cjpe.2020.0142

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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。该文采用系统的文献综述方法, 分析了植物功能性状与生态系统服务关系的研究特点, 总结了影响不同生态系统服务的主要植物功能性状, 阐述了可能的影响途径。结果表明: 植物功能性状与生态系统服务关系研究以草地和森林等自然生态系统为主; 大部分研究集中在生态系统供给服务和支持服务, 包括生物量、净初级生产力、土壤肥力等; 根据植物功能性状对不同生态系统服务的影响程度, 植物功能性状可以聚类为土壤保持服务相关性状、水分循环相关性状、多功能相关性状、产品提供服务与养分循环相关性状以及授粉与生物控制服务相关性状; 并阐述了植物功能性状指标影响不同的生态系统服务途径。围绕植物功能性状对生态系统服务的影响, 今后尚需进一步探讨生态系统多功能性、植物功能性状相关性、气候变化和人类活动不确定性、时空尺度差异等因素对二者关系的影响。

生态系统服务类别 Ecosystem service type	生态系统服务 Ecosystem service	定义内涵 Definition and connotation	参考文献 Reference
供给服务 Provisioning service	生物量 Biomass	生态系统内所有物种的总质量(干质量) The mass (dry mass) of all species in the ecosystem	Grigulis et al., 2013; Adair et al., 2018
供给服务 Provisioning service	净初级生产力 Net primary production	生态系统在给定的时间内积累的化学能的量, 通常由碳生物量表示 The amount of chemical energy, typically expressed as carbon biomass, that ecosystem accumulate in a given length of time	Quétier et al., 2007
调节服务 Regulating service	土壤有机碳含量 Soil organic carbon content	生态系统中的土壤有机碳储量 Soil organic carbon sequestration in the ecosystems	Adair et al., 2018
	水文调节 Water regulation	生态系统参与水文过程而形成的调洪补枯效应 Ecosystems mitigate flood and increase base flow in dry season through participating hydrological processes	Wen et al., 2019
	温度调节 Heat regulation	生态系统通过影响热量交换而调节大气温度 Ecosystems regulate air temperature by affecting heat exchange	Lundholm et al., 2015
	土壤保持 Soil retention	生态系统固持土壤、减少土壤侵蚀的效应 Ecosystems retain soils and reduce soil erosion	Burylo et al., 2012a
	生物控制 Biocontrol	生态系统控制有害生物(如害虫、有害杂草等)的效应 Ecosystems control pests (e.g., harmful insects and weeds)	Storkey et al., 2013; Santala et al., 2019
支持服务 Supporting service	土壤肥力 Soil fertility	生态系统通过促进物质分解和矿化从而提高土壤肥力的效应 Soil fertility is increased by promoting organic material decomposition and mineralization	Handa et al., 2014
支持服务 Supporting service	授粉 Pollination	生态系统通过支持授粉昆虫活动而产生的效应 Ecosystems provide habitats for pollinator to increase productivity	Fornoff et al., 2017; Robleño et al., 2018

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表1 生态系统服务分类与内涵

正文中引用本图/表的段落

为了揭示植物功能性状影响生态系统服务的总体特征和一般途径, 我们选择研究次数高于整体研究次数3%的生态系统服务, 进行进一步分析, 例如: 地上生物量、净初级生产力、土壤有机碳、水文调节、温度调节、生物控制、土壤保持、土壤肥力以及授粉等。这9种生态系统服务可以归属于供给服务、调节服务和支持服务三类(表1)。

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