科学驿站丨广州科学家推出全球首本树冠图谱

文/羊城晚报全媒体记者 李钢

图/受访者提供

当我们徜徉在森林之间的时候，有谁能想过，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，推出全球首本树冠图谱，首次向外界展示从空中鸟瞰森林时那缤纷美丽的树冠图景，并揭示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，以往的植物学研究中，基本上都是从花、叶、果等方向开展，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、叶绿色等含量，反演其健康状况，能够在林业管理上起到很大的帮助。

文章来源：《环境科学与管理》 网址: http://www.hjkxygl.cn/zonghexinwen/2021/1001/972.html