不断加剧的高温与干旱正给森林生态系统带来压力。瑞士联邦森林、雪与景观研究所(WSL)研究人员近期通过无人机遥感影像,评估本地树种对气候变化相关干旱条件的响应,相关方法被认为有助于在更大空间尺度上监测森林状况,并记录不同树种的干旱应对差异。
WSL表示,研究团队在2023年炎热夏季开展多次无人机飞行观测,重点分析七种本地树种在干旱背景下的树冠变化。研究人员使用特殊摄像机获取影像数据,识别树木在过量阳光条件下的反应,以及树冠变色、落叶等可见变化在不同树种间的差异。
该项目由WSL地理学家Petra D'Odorico及其团队推进。研究人员称,通过空中观测与地面实测数据对比,他们能够识别急性及持续性水分短缺信号,并据此评估不同树种在高温与干旱条件下的表现。研究成果已发表于《农业与森林气象学》期刊。
研究团队指出,气候情景预测显示夏季可能更热、更干。为提升森林对气候变化的韧性,林业领域需要掌握不同树种对高温与水分短缺的响应方式。但相关过程复杂,且同一树种的反应会随生长位置而变化。WSL称,过去此类研究成本较高,往往局限于个别树木;无人机、飞机或卫星等遥感技术正在改变这一局面。
D'Odorico表示,团队希望借助无人机影像了解本地树种在干旱条件下的应对策略,既关注整个生长季的变化,也观察单日内的波动。此次分析对象包括悬铃木、橡树、挪威云杉、角树、欧洲山毛榉、苏格兰松和银冷杉。

为获取数据,研究人员在2023年夏季多次飞越巴塞尔大学位于Hölstein(BL)的瑞士树冠起重机II(SCCII)混交林研究区,并将空中数据与树木实地测量结果进行比对。
WSL称,无人机影像揭示了树种间的差异化干旱反应。例如,研究人员观察到橡树较其他树种更快从前一日高温影响中恢复;而针叶树的干旱胁迫迹象出现相对滞后,随后可能出现突然死亡的情况。
在技术路径上,研究团队使用可捕捉不可见光谱区域的多光谱摄像机,以检测树木在干旱条件下为保护叶片免受过量阳光伤害而产生的特定色素。研究人员表示,这一指标可在肉眼可见损伤出现之前识别树木是否处于急性胁迫状态。
研究人员同时指出,短期光保护反应并不足以反映全部影响。若干旱持续,叶片可能变色或脱落。为此,团队还测量树冠绿度与叶片密度,并将多项指标结合,以更全面地刻画树木在干旱过程中的实际变化。
WSL还提到,D'Odorico目前正将相关方法扩展至非本地树种研究,包括黎巴嫩雪松和东方山毛榉,以评估其在气候变化影响较重地区作为本地树种替代选项的可能性。
