Journal of Plant Ecology ›› 2025, Vol. 18 ›› Issue (6): 1-.DOI: 10.1093/jpe/rtaf117
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Huanfa Sun1,2, Liming Yan1,2, Xingli Xia1,2, Yihang Fan1,2, Huizhu Li1,2, Kun Huang1,2, Xuhui Zhou1,3, and Jianyang Xia1,2,*
1Zhejiang Tiantong Forest Ecosystem National Observation and Research Station, School of Ecological and Environmental Sciences, Research Center of Global Change and Ecological Forecasting, East China Normal University, Shanghai 200241, China, 2Institute of Eco- Chongming, East China Normal University, Shanghai 200241, China, 3Institute of Carbon Neutrality, Key Laboratory of Sustainable Forest Ecosystem Management-Ministry of Education, School of Forestry, Northeast Asia Ecosystem Carbon Sink Research Center, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China
*Corresponding author. E-mail: jyxia@des.ecnu.edu.cn
摘要: 植物叶物候对于理解森林动态至关重要。然而,传统监测方法受限于冠层郁闭效应和空间覆盖范围的不足,难以系统刻画森林垂直层次的物候特征。为克服这一技术难题,本研究构建了一套集成无人机与地面固定相机的监测系统,实现了森林林冠层与林下层物候的协同监测。依托浙江天童森林生态系统国家野外科学观测研究站,该系统于2017–2023年间部署,获取了分辨率达0.075 m × 0.075 m的无人机影像及小时尺度的地面相机影像数据,在群落与物种尺度上追踪了植物的物候变化。基于该系统提取的绿色坐标指数(GCC)与归一化植被指数(NDVI,r = 0.82)、增强型植被指数(EVI,r = 0.91)、总初级生产力(GPP,r = 0.95)以及叶面积指数(LAI,林冠层r = 0.79;林下层r = 0.92)均呈显著相关关系,证实了GCC可作为亚热带森林物候监测的有效指标。监测结果显示,相较于林冠层,林下层叶片成熟时间延迟16.2天,叶片凋落开始和结束的时间分别延迟61.2与11.6天,揭示了林下层的 “物候逃逸” 现象。在林冠层衰老期间,这种物候错位可以维持林下层的碳吸收能力,有效缓冲森林生产力的季节性下降。本方法突破了基于卫星影像和固定观测塔监测物候的局限性,为森林垂直结构研究提供了灵活、可扩展且高性价比的监测手段。通过量化垂直层间的相互作用,本研究将推动生态系统-气候耦合模型的优化,并为气候变化背景下的森林管理提供科学依据。