宏观生态学中的植物功能性状研究:历史与发展趋势

植物功能性状通常是指能直接或间接影响植物生长、存活和繁殖的形态学、生理学和物候学等相对稳定和可测量的特征参数。经过多年发展,植物功能性状的定义、内涵以及测量手段已经科学化和规范化,人们利用在不同地点、不同时间测定的数据,深入阐述了植物功能性状的种内与种间变异、区域乃至全球植物功能性状的空间变异规律及其调控机制、多种功能性状间的协同与权衡以及植物功能性状的演化等。随着20世纪90年代开始的大尺度和全球整合型植物功能性状数据库的逐步建成,植物功能性状的研究已经不再局限于个体、特定群落和局域尺度:一方面,区域和全球的植物功能性状生物地理学研究蓬勃发展;另一方面,植物功能性状研究也逐步被拓展到群落物种共存机制、生态系统功能形成与变异等的机理解释。随着植物功能性状研究逐步深入到复杂的自然群落或生态系统,科研人员发现传统“零星数据收集性数据库”难以很好地满足相关数据要求,迫切需要考虑与群落复杂性和植物不同器官功能性状相匹配的新型数据库,该数据库的基本要求和特色是基于原位群落调查和多种功能性状协同测量。随着科学概念和新型数据库的发展,相关研究呈现出如下发展趋势:1)进一步强调了植物不同器官间功能性状的协同机制与权衡关系,并力争从植物整体观探讨植物对资源环境变化的响应与适应机制;2)强调多种功能性状对资源环境变化的多维度响应与适应机制,发展了植物功能性状网络理论体系和技术手段;3)强调了植物群落结构复杂性,利用群落内部植物功能性状的分布和功能多样性指数探究群落构建机制;4)完善了植物功能性状从器官-物种-群落-生态系统拓展理论体系,进一步搭建了以植物群落功能性为核心的宏观生态学与宏观地学等多学科的桥梁。这些新发展趋势,让传统功能性状研究逐步深入地走进自然生态系统、社会系统和经济系统,进而推动以功能性状为基础的整合生态学快速发展,服务于区域生态环境问题的解决。

2010~2060年中国森林碳汇的时空动态及其调控策略

造林是陆地生态系统吸收二氧化碳和增加碳汇最有效和生态友好的方式.本文假定在适宜造林土地上造林的条件下,利用森林固碳(FCS)模型和中国区域内3365块森林样地的调查数据,估算了中国现存森林和新造林2010~2060年在3种造林情景和3种气候情景下的固碳速率(CSR).在不考虑极端事件和人为干扰的情况下,中国森林生态系统的平均CSR为0.358±0.016 Pg C a^(-1),植被和土壤碳库的CSR分别为0.211±0.016和0.147±0.005 Pg C a^(-1).现存森林约占整体CSR的93.5%,在2035年前后达到峰值,2035年以后总体呈下降趋势.2035年以后,需要有效的抚育管理来维持较高的CSR,如择伐、间伐等;而新造林在整体CSR增长中发挥很小的作用.总体来看,CSR在东北、西南和中南地区较高,在西北地区较低.2010~2060年期间,中国森林通过固碳可以抵消14.1%的人为碳排放.但是,要达到森林预期的固碳潜力,需要国家实施有效的现存森林管理策略和制定合适的造林政策.