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    我国学者创建了植物性状网络分析的理论体系和研究方法

    日期 2020-07-03   来源:生命科学部   作者:何念鹏 于贵瑞 赵桂玲  【 】   【打印】   【关闭

    图. 多维植物性状网络的构建及其植物多维度适应理论框架

      在国家自然科学基金项目(批准号:31988102、31961143022)等资助下,中国科学院地理科学与资源研究所何念鹏和于贵瑞团队原创性地发展了植物性状网络分析(Plant trait networks, PTNs)的理论体系、参数体系、计算方法和实用案例。相关研究成果以“植物性状网络:揭示植物多维度适应的优化方案(Plant trait networks: Improved resolution of the dimensionality of adaptation)”为题,于2020年6月27日在《生态与进化趋势》(Trends in Ecology and Evolution)上在线发表。文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169534720301658。

      植物性状或植物功能性状通常是指植物对外界环境长期适应与进化后所表现出的可量度、且与植物的生长、繁殖以及存活等功能密切相关的属性,如叶片大小、叶片厚度、叶片元素含量、植株高度、种子大小等。在自然界中,植物的生长、发育和繁殖均依赖于不同植物功能性状间的相互作用,并通过多种适应机制共同完成其生产与适应功能。传统的相关分析、主成分分析、通径分析、结构方程模型等均难以阐明多性状间的复杂关系,难以准确地揭示植物适应途径和机制。

      鉴于此,该科研团队创新性地引入多维度网络分析理念,发展了“植物性状网络”的理论体系,包括基本定义、构建方法、参数体系,并结合应用案例探讨了PTNs在生态研究中潜在的广泛应用领域。PTNs是植物性状和性状-性状间的关系所构成的多维度复杂关系网络,其整体特征或关键节点能很好地表征植物性状之间的复杂关系以及植物对环境变化或干扰等的响应与适应途径。通过复杂网络技术,PTNs具有多维度捕获和可视化植物多性状间关系的潜力,其量化后的网络参数为揭示植物对环境或资源变化响应与适应策略提供全新的视角(如图)。

      此项研究所发展的PTNs理论体系,从综合性、多维度和可视化的新视角,开拓了揭示植物对环境和资源变化的适应和响应机制的新途径。此外,在方法学上,PTNs的网络分析思维未来可成为比肩1990s的通径分析、2000s的结构方程模型的重要分析方法,推动生态学诸多研究领域的发展。




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