热带森林的林分结构与初级生产力密切相关——探寻可持续森林管理的关键因素
热带森林是地球生态系统的重要组成部分，其健康与功能直接影响全球气候和生物多样性。林分结构，特别是森林冠层的水平和垂直结构，决定了森林中的光照分布和水分流动，进而影响森林生态系统的功能。尽管林分结构对森林生产力至关重要，但迄今为止，能够同时捕捉森林冠层水平和垂直结构的信息尚不完善。近期，Wenmin Zhang 等人发表在《Communications Earth & Environment》期刊上的研究，首次提出了一种综合性的林分结构指标（SSI），并探讨了其与热带森林初级生产力之间的密切关系。
该研究通过利用GEDI和Sentinel卫星影像，量化了热带森林的林分结构，并发现林分结构与森林初级生产力有着显著的正相关关系，尤其是在自然森林中，林分结构的变化对生产力的敏感度更高。📊🌍
英文题目：Stand structure of tropical forests is strongly associated with primary productivity
中文译名：热带森林的林分结构与初级生产力密切相关
发布时间：2024年12月30日
发表期刊：Communications earth & environment
第一作者：Wenmin Zhang et al
第一单位：哥本哈根大学
DOI：10.1038/s43247-024-01984-6
林分结构指数（SSI）的构建
研究通过主成分分析，基于GEDI数据中的四个结构指标，成功构建了一个林分结构指数（SSI），并使用Sentinel-1&2卫星影像将其从GEDI数据点扩展到空间连续分布。这一方法为研究热带森林的结构提供了新的视角。🌲📡
林分结构与初级生产力的关系
研究表明，林分结构指数（SSI）与森林的初级生产力呈正相关关系。具体来说，SSI值较高的区域表现出更高的森林高度、更大的树冠高度多样性和更高的森林密度，这些区域通常位于热带湿润地区、自然森林以及火灾活动较少的区域。🌱🌞
自然森林 vs 管理森林
研究还发现，自然森林的生产力对林分结构变化更加敏感，而管理森林的生产力对林分结构的响应较为平缓。这表明，自然森林在应对生态变化时，更依赖于健康和多样化的林分结构。🌳🌿
林分结构指数（SSI）与森林初级生产力的正相关性📈
正相关关系：林分结构指数（SSI）与森林的初级生产力高度相关。SSI值较高的地区表现出更大的树冠高度多样性和更密集的森林结构，通常出现在湿润地区和自然森林中。
自然森林的生产力对SSI的敏感度较高🌿
自然森林优势：与管理森林相比，自然森林对林分结构的变化更加敏感，表明自然森林在面对环境变化时，其结构变化对生产力有更大的影响。
火灾活动影响林分结构🔥
火灾较少的区域：研究发现，在火灾活动较少的地区，林分结构指数较高，表明林分结构健康的森林通常具有更强的生态韧性。
这项研究通过使用遥感数据和主成分分析，构建了一个新的林分结构指数（SSI），并首次展示了林分结构与热带森林初级生产力之间的密切关系。研究结果表明，林分结构对热带森林的生产力具有显著影响，尤其在自然森林中，森林结构的变化对生产力的影响更为明显。该研究为森林管理和保护提供了新的视角，强调了林分结构信息在支持可持续森林管理中的重要性。
未来的森林保护工作应更加关注林分结构的变化，以提高森林生态系统的生产力和韧性，从而支持全球生物多样性的维护与气候变化的应对。
图1. 热带森林地区的GEDI足迹级SSI。
图2. 所有热带森林地区的SSI空间模式。
图3. 热带森林地区GPP、SSI树木多样性和环境变量之间的关系。
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