Nat Commun|3D世界森林更好了解人类影响和气候变化

原始森林对生物多样性和全球碳、水循环具有重要意义。森林的三维结构在这里起着重要作用，因为它影响着与大气的气体和能量交换过程，同时也为许多物种提供了栖息地。

哥廷根大学领导的一个国际研究小组调查了世界森林中各种不同的复杂结构，以及解释这种多样性的因素。研究结果已发表在《自然通讯》上。 

研究人员调查了几个大陆不同气候带的原始森林结构。为了实现这一目标，他们花了两年时间前往世界各地偏远的原始森林地区，借助3D激光扫描仪记录森林的结构。激光扫描仪借助激光束捕捉环境，从而构建森林的三维表示。这允许计算重要的度量来描述结构。他们发现，森林结构的全球变异性在很大程度上可以通过降水量来解释，因此也可以通过不同生态系统中的水的供应来解释。

图1 概念图概述非生物和生物控制森林结构的复杂性。

根据这些发现，并借助气候数据，他们得以绘制出世界森林地图，显示全球结构复杂性的变异性。 世界地图描述了森林在不受人类影响的情况下可以发展的结构。世界上只有30%的森林仍然是原始森林。”我们研究的一个长期目标是更好地了解人类影响和气候变化如何影响森林、森林结构及其相关过程。

原始森林的结构是这方面的一个重要参考点，”第一作者、哥廷根大学的Martin Ehbrecht博士说。这里特别关注的是气候变化引起的降水模式变化如何影响森林结构的问题。”Ehbrecht说：“水对于形成复杂森林结构的重要性可以用各种相互作用的机制来解释。”水的有效性是树种多样性的重要驱动力。

一片森林的树种越多，不同树冠形状和大小的树木共存的现象就越明显。这意味着，在物种丰富的森林中，树冠可用的空间通常可以得到更有效的利用，这使得森林结构更加复杂。”

热带雨林的结构比温带的落叶林和针叶林更为复杂，而温带的落叶林和针叶林的结构通常比北欧的针叶林或非洲的亚热带热带雨林更为复杂。

”尽管如此，具有高度结构复杂性的森林也可以在温带地区发现，例如在美国西北太平洋等降雨量较高的地区，或者在智利的沿海森林中，”该研究的资深作者、哥廷根大学温带森林培育和森林生态系主任阿默教授说。 这项研究的结果是进一步工作的重要出发点。”

埃布雷希特说：“借助卫星记录的三维森林结构，未来将有可能精确记录森林的实际复杂性。”这将使人们能够更好地了解森林管理和气候变化对世界森林的影响。我们的世界地图可以作为这方面的重要参考。”

Original publication: Martin Ehbrecht et al. Global patterns and climatic controls of forest structural complexity. Nature Communications (2021). Doi: https://doi.org/10.1038/s41467-020-20767-z

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