物種多樣性的變化是否會影響森林的光合作用，一直缺乏科學共識。如今，這一難題有了答案。記者24日從南京大學獲悉，該校國際地球系統(tǒng)科學研究所張永光教授課題組利用植被日光誘導葉綠素熒光遙感等多源數(shù)據(jù)和海量實地森林調(diào)查大數(shù)據(jù)，結(jié)合機器學習等算法，首次在全球尺度揭示了樹種多樣性是促進森林光合作用的關(guān)鍵因子。相關(guān)研究刊發(fā)于國際學術(shù)期刊《自然·植物》，并被遴選為當期的“研究亮點”。

此次研究中，張永光團隊聯(lián)合西班牙學者用衛(wèi)星遙感技術(shù)觀測日光誘導葉綠素熒光（SIF），并將形成的數(shù)據(jù)與全球967個森林大樣地調(diào)查數(shù)據(jù)，以及超過70萬個森林樣地組成的生物多樣性數(shù)據(jù)庫結(jié)合，采用深度機器學習等模型方法，系統(tǒng)探究了森林物種多樣性與生態(tài)系統(tǒng)光合作用的關(guān)系。

森林物種多樣性促進生態(tài)系統(tǒng)光合作用的內(nèi)在生態(tài)過程調(diào)控機制

“用衛(wèi)星遙感技術(shù)觀測SIF，就像用‘太空望遠鏡’觀測植物真實的光合作用動態(tài)?！睆堄拦庹f。

研究發(fā)現(xiàn)，樹種多樣性是全球森林光合作用的重要決定因子，其作用強度僅次于溫度。樹種越豐富的森林，光合作用能力越強。

森林物種多樣性與光合作用關(guān)系的空間格局

論文第一作者、南京大學2021級博士研究生曹若臣介紹，這種“樹種多樣性的促進效應”具有明顯的區(qū)域差異性，熱帶和亞熱帶地區(qū)最為顯著，而寒帶高緯度地區(qū)則相對較弱。

此外，研究團隊結(jié)合衛(wèi)星激光雷達遙感數(shù)據(jù)與光學遙感反演的植被生化參數(shù)數(shù)據(jù)，揭示了樹種多樣性通過兩大路徑增強光合作用的機制。

森林物種多樣性對生態(tài)系統(tǒng)光能截獲和光能利用的促進作用

“此次研究強調(diào)了樹種多樣性主要是通過放大森林的最大光合作用能力來驅(qū)動光合作用，而不是通過延長生長季節(jié)的持續(xù)時間。”張永光介紹，該研究不僅為全球森林資源管理、生物多樣性保護和碳匯潛力評估提供了關(guān)鍵的觀測證據(jù)，也為生態(tài)系統(tǒng)功能的遙感監(jiān)測提供了新的技術(shù)路徑。

來源: 科技日報