2015-刘晓娟,马克平-植物功能性状研究进展.pdf

中国科学: 生命科学 2015 年 第45 卷 第4 期: 325 ~ 339 SCIENTIA SINICA Vitae SCIENCE CHINA PRESS 评 述 植物功能性状研究进展 刘晓娟, 马克平* 中国科学院植物研究所, 植被与环境变化国家重点实验室, 北京 100093 * 联系人, E-mail: kpma@ 收稿日期: 2014-09-26; 接受日期: 2014-12-10; 网络版发表日期: 2015-03-12 国家重大科学研究计划(批准号: 2014CB954104)和国家自然科学基金(批准号:资助项目 doi: 10.1360/N052014-00244 摘要 植物功能性状是指植物体具有的与其定植、存活、生长和死亡紧密相关的一系列核 关键词 心植物属性, 且这些属性能够显著影响生态系统功能, 并能够反映植被对环境变化的响应. 功能性状 群落构建 越来越多的研究表明, 相比大多数基于植物分类和数量的研究, 植物功能性状在种群、群落 群落动态 和生态系统尺度上, 都已成为解决重要生态学问题的可靠途径. 本文回顾了植物功能性状研 环境 究的发展历程, 总结了近10年来基于植物功能性状研究的前沿科学问题, 包括功能性状的全 功能多样性 球分布格局和内在关联, 沿环境梯度的变化规律, 功能多样性的定义及应用, 与群落物种共 谱系关系 存机制和群落动态变化的关系, 与系统发育的关系, 对生态系统功能的影响以及对各类干扰 生态系统功能 的影响和响应. 尽管功能性状研究已经延伸到生态学领域的各个方面, 有力推动了各个前沿 干扰 科学问题的研究发展, 仍然有很多值得关注和着重研究的方向. 本文也对未来基于植物功能 性状的研究, 从性状测量和选取、研究方法以及研究方向上提出了展望, 并指出, 在当前全球 气候变化背景下, 功能性状也可应用于指导生物多样性保护和生态系统管理政策的制定. “功能性状(functional trait)”第一次正式出现在植 最常见的植物功能性状分类包括: 形态性状 物学期刊中大约是在 20 世纪末, 被定义为能够强烈 (morphological traits)和生理性状(physiological traits)、 影响生态系统功能以及能够反映植被对环境变化响 营养性状(vegetative traits)和繁殖性状(regenerative 应的核心植物属性(core plant trait), 这些属性是大多 traits) 、地上性状(aboveground traits)和地下性状 数植物具有的共有或常见性状[1~3]. 继而, 生态学家 (belowground traits)、影响性状(effect traits)和响应性 认识到很多生态学关键问题都能够从基于功能性状 状(response traits)[6] 以及后来被广泛接受的软性状 的研究中得到很好的解释. 由此给出了更为详细准 (soft traits)和硬性状(hard traits)[4]. 软性状通常指相 确的定义, 即“植物功能性状”指对植物体定植、存 对容易快速测量的植物性状, 如繁殖体大小、形状、 活、生长和死亡存在潜在显著影响的一系列植物属性,