发布时间:2021-11-25 15:12 原文链接: 温带阔叶落叶树种叶片性状季节变化预测研究取得进展

  植物功能性状是植物在形态、生理和化学等方面的属性或特征,反映了植物对生长环境的长期适应。在生态与进化学研究中,植物性状可衡量植物个体的适合度或表现,探究群落构建的机制;植物性状及其多样性(即功能多样性)可预测生态系统(多)功能和服务。植物性状及其多样性是生态学研究的前沿热点之一。植物性状在种内、种间产生变异,且在时空尺度上也会发生较大变化;植物性状的测定费时、费力,且成本较高。在当前全球变化对生态系统功能和服务产生深远影响的背景下,如何更好地预测植物性状的变化是亟待解决的重要科学问题之一。基于高光谱(Hyper-spectroscopy,350-2500 nm可见光-近远红外波段)的统计模型(Partial least-squares regression,PLSR)用于预测植物性状的变化。以往研究表明叶片高光谱特征可以较好地预测植物叶片性状的变异,但并未考虑植物性状的季节性变化,尤其是在季节明显的温带地区。叶片光谱特征是否可以准确地预测叶片性状的季节性变异尚不清楚。中国科学院西北高原生物研究所以英国8种常见的温带阔叶落叶树种为研究对象,测定了21个叶片性状和叶片光谱特征的季节性变化,探讨叶片光谱特征是否可以捕获叶片性状的季节性变异。

  结果表明,大部分叶片性状和叶片光谱特征呈现出显著的季节性变化,而成熟叶片的变异程度较小;叶片光谱特征可以准确地预测大部分叶片性状的季节性变异,且成熟叶片的预测准确度较高;对于某几个性状,PLSR模型预测准确度受到物种的影响,因而PLSR模型不能在单一物种水平准确度预测叶片性状的季节性变化。该研究为基于遥感高光谱图像(Hyperspectral imaging)的大尺度植物性状及其多样性的研究、制图和长期监测奠定了基础。

  相关研究成果以Predicting leaf traits of temperate broadleaf deciduous trees from hyperspectral reflectance: can a general model be applied across a growing season?为题,发表在Remote Sensing of Environment上。研究工作得到国家留学基金委公派留学项目的支持。

  论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0034425721004879

图1.21个叶片性状的季节性变化

图2.叶片光谱特征(反射率,Reflectance)的季节性变化


相关文章

手持光谱仪在不锈钢行业的具体应用

随着科技的发展,手持光谱仪在材料分析中的作用越来越重要。不锈钢生产加工过程中,手持光谱仪可以帮助人们实时监测不锈钢材料的成分以及材料的质量控制,提高生产效率和降低成本。不锈钢是一种重要的结构材料,在建......

华南植物园揭示气候变化下叶片性状及可塑性的演化模式

植物通过调节其功能性状来适应环境变化的能力被称为表型可塑性(以下简称“可塑性”),气候变化背景下,植物性状可塑性对物种的适应和生存至关重要,但性状的可塑性是否受到植物演化的制约尚不清楚。植物叶片经济性......

气候变化下叶片性状及其可塑性的演化模式获揭示

近日,中国科学院华南植物园生态与环境科学研究中心植物生理生态学研究组副研究员刘慧和合作者,从演化分析的角度拓展了叶片经济性状在全球气候变化下的适应方式和协同关系,揭示了气候变化下叶片性状及其表型可塑性......

温带阔叶落叶树种叶片性状季节变化预测研究取得进展

植物功能性状是植物在形态、生理和化学等方面的属性或特征,反映了植物对生长环境的长期适应。在生态与进化学研究中,植物性状可衡量植物个体的适合度或表现,探究群落构建的机制;植物性状及其多样性(即功能多样性......

温带阔叶落叶树种叶片性状季节变化预测研究取得进展

植物功能性状是植物在形态、生理和化学等方面的属性或特征,反映了植物对生长环境的长期适应。在生态与进化学研究中,植物性状可衡量植物个体的适合度或表现,探究群落构建的机制;植物性状及其多样性(即功能多样性......

温带阔叶落叶树种叶片性状季节变化预测研究取得进展

植物功能性状是植物在形态、生理和化学等方面的属性或特征,反映了植物对生长环境的长期适应。在生态与进化学研究中,植物性状可衡量植物个体的适合度或表现,探究群落构建的机制;植物性状及其多样性(即功能多样性......

沈阳生态所揭示植物性状对极端干旱事件的响应规律

群落稳定性是植物群落结构与功能的一个综合特征,直接关系到生态系统服务功能的发挥。近年来,在全球气候变暖的背景下,极端干旱事件的发生频率和强度不断加剧,对生态系统的结构和功能产生了巨大影响。植物群落稳定......

一种光谱特征自动提取的新方法及应用

光谱的特征提取是光谱自动化处理和分析的关键环节。近期,北京师范大学王可、郭平等人提出了一种光谱特征自动提取方法,该方法利用大量LAMOST观测光谱,使用伪逆学习算法训练局部连接的多层神经网络。与传统的......

“超级地球”大气中首次探测到氢和氦但没发现水的踪迹

英国伦敦大学学院(UCL)官网16日发布消息称,该校天文学家们首次对一颗“超级地球”的大气进行了直接探测,在其中发现了氢气和氦气存在的证据,但没有发现水的踪迹。这颗名为“55Cancrie”的“超级地......

水分胁迫条件下棉花生理变化及其高光谱响应分析

摘要:利用ASD地物光谱仪,测定水分胁迫条件下棉花不同生育时期内叶片的光谱反射率,应用微分技术处理棉花的反射光谱,并结合棉花叶面积指数(LAI)、叶绿素(a+b)含量(Chlt)、叶片全氮(TN)含量......