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新技术在研究植物生物多样性方面前景广阔
日期:2018-07-03 作者:未知 来源:编译:龚晶 点击:
 

    “因为人类的干扰和气候变化,生物多样性和生态系统功能都在发生变化。我们的研究为评估这些变化提供了一种新工具,并为改善环境监测工作带来了新的希望。”地球与大气科学系兼生物科学系(Departments of Earth and Atmospheric Sciences and Biological Sciences)教授、研究论文共同作者约翰·加蒙(John Gamon)解释说,“这项技术能让我们以切实可行的方式研究大型地貌上的生物多样性和生态系统功能。”
    该方法运用了与传统相机类似但具有一千种颜色的成像光谱仪,光谱仪安装在移动机器人手推车上,测量可见光、近红外和短波红外区域内植物反射光的光谱,衡量植物性征的差异。反射出的辐射差异使科学家不仅看到肉眼不可见的,还能了解环境中单个植物的功能多样性和进化历史。
    这项工作特别重要,因为正如之前一篇研究论文指出的那样,由于全球变暖,预计2050年全球经济生产力会下降,威胁到五分之一的维管植物物种。本论文中介绍的技术进步为研究人员提供了一种新工具,有利于监测生物多样性、对抗这些威胁并提高人们对生物多样性重要性的认识。
    观察植物生物多样性的传统方法需要大量的时间、金钱,还需要对植物物种有深入了解的生物学家实地考察。然而,通过遥感来观察和评估生物多样性,研究人员不仅可以观察更大的区域,包括那些实地考察难以到达的区域,而且可以更快地揭示植物多样性和功能的差异。
    该研究的主要作者安娜·施魏格尔(Anna Schweiger)在一篇博文中写道:“为了有力证明全球范围内保护和恢复生物多样性的必要性,量化生物多样性为我们提供的服务很重要,这些服务包括营养、清洁水和空气、安全、健康和愉悦。”
    该技术最初由约翰·加蒙(John Gamon)和曾在阿尔伯塔大学(UAlberta)读博的王然(Ran Wang)共同开发,王然在博士论文研究中涉及了这一领域。

跨学科方法
    “该研究的跨学科性是关键。”在谈到该研究的协作性和跨学科性时,加蒙表示。
    “遥感能够探测电磁辐射与物质的相互作用,是物理学、植物生理学和生态学的神奇交汇点。不同的植物展示了一系列不同的解决方案,使我们能够检测植物多样性。”
    “在阿尔伯塔大学,我们利用新型成像光谱仪和机器人手推车开发出测量这些相互作用的新途径,这两种工具对本研究都有重要的作用。分类学、生理学和进化学的观点,光谱数据分析、图像处理和大量有力的统计数据,都在这项工作中结合起来。这是团队合作的一个很好的例子。”

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