“太空望远镜”解密：树种多样性显著提升森林光合作用

物种多样性的变化是否会影响森林的光合作用，一直缺乏科学共识。如今，这一难题有了答案。记者24日从南京大学获悉，该校国际地球系统科学研究所张永光教授课题组利用植被日光诱导叶绿素荧光遥感等多源数据和海量实地森林调查大数据，结合机器学习等算法，首次在全球尺度揭示了树种多样性是促进森林光合作用的关键因子。相关研究刊发于国际学术期刊《自然·植物》，并被遴选为当期的“研究亮点”。

此次研究中，张永光团队联合西班牙学者用卫星遥感技术观测日光诱导叶绿素荧光（SIF），并将形成的数据与全球967个森林大样地调查数据，以及超过70万个森林样地组成的生物多样性数据库结合，采用深度机器学习等模型方法，系统探究了森林物种多样性与生态系统光合作用的关系。

“用卫星遥感技术观测SIF，就像用‘太空望远镜’观测植物真实的光合作用动态。”张永光说。

研究发现，树种多样性是全球森林光合作用的重要决定因子，其作用强度仅次于温度。树种越丰富的森林，光合作用能力越强。

论文第一作者、南京大学2021级博士研究生曹若臣介绍，这种“树种多样性的促进效应”具有明显的区域差异性，热带和亚热带地区最为显著，而寒带高纬度地区则相对较弱。

此外，研究团队结合卫星激光雷达遥感数据与光学遥感反演的植被生化参数数据，揭示了树种多样性通过两大路径增强光合作用的机制。

“此次研究强调了树种多样性主要是通过放大森林的最大光合作用能力来驱动光合作用，而不是通过延长生长季节的持续时间。”张永光介绍，该研究不仅为全球森林资源管理、生物多样性保护和碳汇潜力评估提供了关键的观测证据，也为生态系统功能的遥感监测提供了新的技术路径。

（受访者供图）