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基于小型无人机的森林冠层监测及其对理解物种共存机制的贡献

基于小型无人机的森林冠层监测及其对理解物种共存机制的贡献
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  • 批准号:31670439
  • 批准年度: 2016年
  • 学科分类:植物群落生态学(C030501) |
  • 项目负责人:张健
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:华东师范大学
  • 资助金额:62万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2017年01月01日 至 2020年12月31日
  • 中文关键词: 无人机;理解;物种;共存;贡献
  • 英文关键词:biodiversity;community assembly;vertical structure;drone ecology;evergreen broad-leaved forest

项目摘要

中文摘要

森林冠层及其垂直结构在森林与大气的物质、能量交换过程中发挥着至关重要的作用,直接影响着森林生态系统的结构和功能。然而,由于实测技术和研究方法的限制,我们很难获得关于森林冠层的精确和全面的信息。小型无人机遥感的发展和应用为相关领域的开展提供了可能。本研究以小型无人机为监测手段,以常绿阔叶林为研究对象,以四个20公顷以上的森林动态监测大样地和两组0.25-1公顷的森林演替序列样地为研究平台,研究森林冠层结构对构建区域和局域尺度上植物多样性(物种多样性、谱系多样性和功能多样性)的贡献。本研究旨在通过整合多种生物因子(冠层结构、植物竞争等)和非生物因子(地形、土壤养分和气候等),从区域和局域尺度上对常绿阔叶林的物种共存机制进行系统和深入地分析,为该区域植物多样性保护提供理论和实践基础。同时,我们将对所有高分辨率(厘米级)的无人机监测数据实现完全共享,为以大样地为平台的其他工作的开展提供数据基础。

英文摘要

Forest canopy and its vertical structure play a critical role in the exchanges of mass and energy between forests and the atmosphere, and directly affect ecosystem structure and functions. However, due to methodological difficulties on canopy monitoring, it is a huge challenge to achieve the comprehensive information of forest vertical structure with high accuracy. Recently, rapid development of lightweight drone (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) provides the huge potential on its application in ecology and biodiversity conservation. In this study, we plan to use lightweight drone to monitor spatial variations of forest vertical structure in four large (≥20 ha in area), stem-mapping mature forest plots and two groups of 0.25-1 ha stem-mapping plots along successional series in evergreen broadleaved forests (EBLFs). By combining drone-driven canopy attributes with ground data on topography, edaphic variables, climate and species distributions, we will evaluate the relative importance of these biotic and abiotic variables on structuring three dimensions of plant diversity, including taxonomic, phylogenetic and functional diversity, at both regional and local scales. The expected research findings will shed light on better understanding species coexistence of EBLFs, and provide important information for biodiversity conservation in the dramatically changing environments. Meanwhile, we will make all the high-resolution (~5 cm) drone-driven data free available for all the researchers in these research networks for advanced analyses and comparisons.

评估说明

    国家自然科学基金项目“基于小型无人机的森林冠层监测及其对理解物种共存机制的贡献”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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