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摘要
林冠是生物圈中物种最为丰富的生境之一。长期以来,由于森林三维空间复杂性和林冠访问技术的限制,人们对林冠生物多样性、林冠的结构、功能和生态过程知之甚少。塔吊的应用突破了技术瓶颈,给林冠科学研究带来了深刻的变革。20世纪80年代以来,基于全球的林冠塔吊,国际上先后发起了林冠与土壤节肢动物多样性调查计划、林冠生物学计划、林冠CO2富集和增温实验等一系列科学研究计划,回答了林冠“有什么、在哪里、怎样变”等基本问题,极大地推动了林冠科学的发展。本综述首先介绍了林冠访问技术及发展历程。随后,较为系统地梳理了基于塔吊平台发起的林冠研究计划,并从林冠生物多样性格局、林冠生态过程和林冠对全球变化的响应与适应3方面总结了相关研究进展。最后,从林冠访问技术所驱动的重大发现、林冠科学的主要研究框架、林冠科学的地域性与局限性等方面阐述了林冠科学研究计划带来的重要启示,并提出今后的林冠研究应更多关注“林冠–地面–土壤”3个层次相互关联形成的整体结构和功能系统,通过多元异构数据融合和人工智能技术,从多尺度、全方位解析全球变化背景下,整体森林的生物多样性格局、生态过程及其服务功能的响应与维持机制。
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单位中国科学院西双版纳热带植物园; 中国科学院大学; 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室
