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广州科学家推出全球首本树冠图谱

来源:羊城晚报  2021-08-25 08:45:24


当我们徜徉在森林之间的时候,有谁想过,如果从空中俯瞰树冠,会是怎样的一种画面?而对于科学家来说,这种俯瞰,不仅仅是一种欣赏景色的新视角,更是打开了研究植物生态系统的新途径。


近日,广东省科学院广州地理研究所的科研团队,在长年拍摄、研究的基础上,推出了全球首本树冠图谱,首次向外界展示了从空中鸟瞰森林时那缤纷美丽的树冠图景,并揭示了树冠研究对于植物学、生态学研究的重要意义。

该所副研究员孙中宇告诉记者,现有的植物志基本是从叶花果三个方面对植物进行描述,缺少树冠方面的描述。而科学界对林木的树冠层了解和研究非常少,甚至可能对深海的了解还要少。这是因为,热带雨林或者亚热带地区森林的树木往往高达数十米,人力很难触及,因此造成了科学家难以对树冠生态圈的现象去进行观察和发现。

“树冠层其实也是一个闭合的生态系统,包含了非常多的物种,从苔藓、微生物、植物、动物等,有着与地面的生态圈层不同的属性和特征。”孙中宇说。

打开树冠研究的契机来自于无人机技术的应用。早至2013年,孙中宇和他的伙伴们就尝试使用自制的无人机,捆绑卡片相机对树冠进行高空拍摄。

“当时拍摄后,看到鸟瞰的树冠图,对我们的冲击也很大,当时隐约感觉会对生态学研究很有帮助。”

随着无人机技术的日益普及和技术发展,更多的先进拍摄工具也随之被应用。如今,研究团队已经开展了利用光谱仪等设备,从空中对森林进行光谱分析。



据介绍,无人机的使用提高了原来的地面调查的效率,可以较快地实现对于森林片区内的森林结构、物种组成的认知,为植物群落的动态关系以及生物多样性研究提供了非常重要的新视角。

基于现有的拍摄成果,科学家们有了不少有趣的发现。譬如说,当树木没有受到别的物种压制或者竞争压力的时候,树冠普遍呈现规则的形状,如圆形,而一旦要和其他物种竞争或者面临环境压力,树冠的形状就会变得不规则。

“但是这些发现,还需要后期去进一步验证。”孙中宇说。

在树冠数据的不断积累下,未来还将实现如同识花一样的树冠识别,并且形成全国性的树冠图谱数据库。

孙中宇介绍说,利用无人机遥感技术采集回来的树冠数据,包含了植被的色彩纹理、三维结构等特征,值得深入挖掘。而且通过光谱设备,可以快速反映树冠的氮素、叶绿素等含量,反演其健康状况,能够在林业管理上起到很大的帮助。

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