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中国是生态多样性高度丰富的国家，同时也是生态多样性受到最严重威胁的国家。在人类活动的影响下，物种尺度的生态多样性急剧减少，其速度远超过自然条件下物种的灭绝速度。近年来，生态多样性与生态系统生产力和稳定性的研究在生态学界引起了广泛的争议。然而，到目前为止仍然没有取得学术界普遍认可的、令人满意的结果。小尺度上通过试验、观测，机理分析基础上的建模分析，以及理论与实证的对比研究得到的结论，能否外推到更大的尺度上去，尺度扩展过程中二者相关性如何变化，大尺度上二者间具有怎样的相关模式，这些问题都是生态多样性与生态系统服务功能研究亟待解决的问题。
针对这一问题，论文在面积为204.16hm2的江西千烟洲生态实验站、972km2的内蒙古白音锡勒草原和8767km2的新疆阜康市等三种空间范围的案例区上，对生态多样性多尺度模拟的空间尺度效应、多样性与服务功能的相关性及其研究结果对空间尺度和模拟模型的响应等三个问题进行了理论探讨。新疆维吾尔自治区阜康市案例研究结果表明，反映空间异质性各个方面的景观格局指数和生态多样性模型与景观数据的空间分辨率间存在明显的相关性，但各指数和模型与空间分辨率的相关程度和相关形式差异很大。对比各生态多样性模型在20个尺度上的模拟结果，发现Scaling模型模拟结果随空间分辨率变化具有很好的连续性和可预测性，适于进行多尺度生态多样性模拟。江西省泰和县千烟洲生态实验站案例研究结果表明，经过两个阶段的开发与建设，案例区景观动态基本稳定，植被群落空间规模逐渐减小，景观元数量和类型逐渐增加，景观元多样性逐渐增加；以人均经济收入和单位面积净产出为指标的生态系统供给功能逐渐增强，裸露地表面积和土壤侵蚀情况得到了很好的控制，说明生态系统调节功能的增强；景观元多样性与生态系统服务功能间存在正相关。内蒙古锡林郭勒盟白音锡勒草原生态系统案例研究，选择草原生态系统地上生物量和荒漠化面积作为表征生态系统供给功能和调节功能的指标，分析多样性与各指标间的相关关系，发现二者相关系数随空间分辨率的变化是非线性的，没有观察到空间尺度和数学模型对二者关系研究结果存在普适的模式和规律。
在此基础上，论文对中国景观元尺度的生态多样性进行了多尺度模拟，并对多样性与生态系统供给功能和调节功能的相关关系进行了多尺度分析。研究结果表明，中国景观元多样性具有明显的空间分布格局。大尺度上表现出明显的东高西低的规律，中部地区＞东部地区＞西部地区。小尺度上景观元多样性的高水平地区与物种尺度多样性的关键地区相吻合。景观元多样性在20世纪90年代10年间先减少后增加，西藏、内蒙古西部、北方农牧交错带、盐城沿海、浙闽赣交界山地、伊犁-西段天山山地、滇南西双版纳地区等关键地区变化幅度明显。论文选择净初级生产力(NPP)和农业产值作为表征生态系统供给功能的指标，发现景观元多样性与二者间存在正相关关系，地区尺度和省级尺度上二者间观察到了线性及指数型的正相关，而县级尺度上仅有部分省份二者间存在相关性。以净生态系统生产力(NEP)、土壤侵蚀和荒漠化分布作为表征生态系统调节功能的指标，发现各尺度上景观元多样性与NEP间没有普遍的相关规律，与各类型土壤侵蚀和荒漠化分布间均存在负相关。说明宏观尺度上，生态多样性与生态系统供给和调节方面服务功能间存在正相关；但二者相关程度和相关形式在不同尺度上表现各异，大尺度上观察到的相关程度高于小尺度，不同研究区域上的相关的程度和形式也存在较大的差异。
为了探讨二者相关性在多尺度上不同区域间的差异，论文分析了气温、降水、潜在蒸散量等气候因子和地形因子与生态多样性和生态系统服务功能各指标间的相关关系，发现总体上降水和潜在蒸散量与多样性和供给功能间存在正相关，地形因子和气温因子与多样性和供给功能间存在负相关；地形、潜在蒸散和气温与土壤侵蚀和荒漠化间存在正相关，而平均降水量和平均气温则与之呈负相关。自然驱动因子对生态多样性和生态系统服务功能的影响作用在不同尺度上和研究区域间存在的差异，一定程度上解释了二者相关性的尺度响应和地区分异。