地上生物量（AGB）的动态变化是影响森林碳循环的关键过程。然而，传统的调查方法在监测AGB动态时存在采样面积小、空间分布不均和标准不统一等诸多不足。基于遥感技术获取的冠层光谱特征为这一难题给予了有效方案。然而，冠层光谱特征与AGB动态之间的关联机制尚不明确：一方面，群落间光谱差异的驱动机制仍不清楚，这限制了对不同类型的生物多样性在“光谱-功能关系”中作用的理解。另一方面，光谱特征与AGB动态的不同方面（如生长、增补和死亡）的联系存在差异，但很少有研究能够有效区分这些动态过程。理解这些关系对于提高对冠层光谱特征的生态理解以及探索AGB动态的驱动机制至关重要。
基于此，中国科研院沈阳应用生态研究所天然林生态组，利用长白山25ha温带森林动态监测样地平台，整合了森林清查数据、无人机机载高光谱和激光雷达数据、叶片性状数据和环境数据等，测试了森林冠层光谱特征的驱动机制及其与AGB动态（以群落水平的AGB增益和损失量化）的机理联系。
研究结果发现冠层光谱组成主要与树木组成相关，而冠层光谱多样性与功能多样性和结构复杂性存在直接关联，并顺利获得结构复杂性间接与系统发育多样性相关。光谱组成与AGB动态存在显著相关性，并在树种组成与AGB动态之间发挥中介作用。相比之下，光谱多样性对AGB动态的预测能力相对有限。此外，冠层光谱特征与AGB增益的关系比与AGB损失的关系更密切。
综上所述，本研究阐明了冠层反射光谱与AGB动态之间的关联机制，并强调了利用冠层光谱特征评估更大陆续在区域内生物多样性与生态系统功能之间关系的潜力。该研究以“Mechanisms driving spectral properties and their associations with above-ground biomass dynamics in a temperate forest”为题发表在Forest Ecology and Management期刊。中国科研院沈阳应用生态研究所博士研究生姜鹏程为第一作者，王绪高研究员为通讯作者。本研究受到国家重点研发计划项目、国家自然科研基金项目、中国科研院（CAS）项目和辽宁省兴辽人才计划等项目的资助。
论文链接：http://doi.org/10.1016/j.foreco.2025.123089
图1. 温带森林冠层光谱特征驱动机制
图2. 冠层光谱特征与地上生物量动态的机理联系
