宇航局太空激光为雨林树冠之谜提供答案

我们对雨林树冠的了解还不如对火星表面或海底的了解，世界上大多数物种都生活在雨林树冠上。然而，由于 GEDI(宇航局太空激光器)首次提供了世界雨林的详细结构，这种情况即将发生改变。

“热带森林主要是无分层的，特别是在亚马逊流域和肥力较低或温度较高的地区” ，《环境研究生态学》最近发表的论文标题中写道，该论文详细介绍了激光的研究结果。该研究的第一作者、NAU 信息学、计算和网络系统学院教授 Christopher Doughty 由来自、英国和新加坡的研究人员撰写，他认为这项研究对于更多地了解这一问题至关重要，而且早就该进行了。热带生态系统。

“世界上大多数物种生活在热带森林中，其中大多数都利用树冠，但我们知之甚少，”道蒂说。“雨林结构很重要，因为它控制着动物获取资源和逃避捕食者的方式，这些发现将帮助我们了解热带森林动物对气候变化的敏感性。”

对森林冠层的研究已经取得了长足的进步。早期的西方游客将热带森林描述为“恐怖的真空”(大自然厌恶真空)，因为植被“渴望用茎和叶填满每一个可用的空间”。后来，当科学家开始研究热带森林时，他们将茂盛的植物群分为森林层——厚的上层树冠和厚的中层，中间有薄层。然而，这种情况仅在一些经过充分研究的地点观察到。大多数热带森林的结构仍然未知。

然后是 GEDI，即全球生态系统动力学调查。

“GEDI 与许多其他卫星之间的一个关键区别在于它对三维冠层结构的测量，”新加坡国立大学 (NUS) 地理系教授、该论文的合著者唐浩说。唐同时也是新加坡国立大学基于自然的气候解决方案中心的首席研究员，他补充道：“传统卫星虽然提供了有关土地覆盖和树冠绿度的宝贵数据，但往往缺乏 GEDI 提供的详细垂直信息。这种垂直信息对于理解生态系统动态、碳储存和生物多样性至关重要，而这些信息从典型的卫星图像中很难看到。”

NASA 的 GEDI 于 2018 年底发射，每天从国际空间站向地球森林发射数千次不可见激光。根据返回到卫星的能量量，它可以提供详细的 3D 地图，显示树叶和树枝在森林中的位置以及它们如何随时间变化。这将帮助研究人员了解生物量和碳森林的储存量，以及它们在受到干扰时损失了多少——这是了解地球碳循环及其变化的重要信息。

Doughty、Tang 和论文的其他作者分析了所有热带森林的 GEDI 数据，发现该结构比之前想象的更简单，并且更多地暴露在阳光下。数据还显示，大多数热带森林(亚马逊地区 80% 的森林、东南亚和刚果盆地 70% 的森林)的树叶数量峰值位于 15 米处，而不是树冠顶部，这揭穿了“最充分”的说法。早期研究者的顶级理论。虽然森林各不相同，但在每种情况下似乎都保持不变的一个关键发现是，偏离更理想的条件(如较低的肥力或较高的温度)会导致森林更短、分层更少、生物量更低。

“看到这种结构类型的主导地位确实令人惊讶，因为它与我们在该主题的经典教科书中学到的内容不同，”道蒂说。“这些发现不仅将帮助我们了解生活在雨林树冠中的数百万物种如何适应不断变化的温度，而且还能帮助我们了解这些森林的碳含量以及它们在应对气候变化方面的能力。”