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基础科学研究的源动力可能来自于战争需求,曾有人云战争可以推进人的智力达到它的极限,科学用于军事后,军事的工具反过来也促进科学的发展,二者相辅相成。无人机就是很好的案例。无人机最初用于军事目的,已经在全球范围杀伤了大量平民和恐怖分子,现在无人机不仅进入寻常百姓家,还担负了辅助科学研究的重任。其中,在未来,无人机将大规模应用于生态学研究。
说起生态学监测,大家肯定不陌生,各种五花八门的传感器、仪器设备时刻记录着我们周遭的世界。无人机由于效率高、廉价已经应用于灾后重建、生态和地理绘图等工作,但在植物生态学的应用案例较少。我所关注的是,使用无人机的特性(高效和实时)进行植物种类分类,进而解决基本的生态学问题和难题。当然,使用无人机进行某个植物物种的分类目前看来几乎是不可能的,但或许我们可以转换一下思路,进行“功能群”上的分类。打个比方,我无需知道这片山头到底长了哪个树种或植物,但根据已有的数据通过无人机上的探头能够分辨出C3或C4、针叶或阔叶、大树或小树、生长的旺季或枯萎期等功能特性估计不难实现,这些生理和结构上的差异表征了不同的功能群属性,从而大大方便生态学家研究生态系统的结构和功能了。Linking physiology and morphology,从而开创生态系统服务功能的崭新研究。
这个想法有点类似于微生物学上的功能群研究,由于鉴定某个微生物种类太难,所以大家转向功能群的研究。虽然鉴定某棵树不难,但难的是鉴定一大片区域的所有树种。通过对光合途径、生活型和树形大小我们就可以结合具体模型(需要经验数据的验证)量化固了多少碳、释了多少氧、防了多少风沙,可能在最初阶段我们还暂时无法计算它们具体的数值,但这种方法可以帮助我们分清不同植物的功能群属性,即不管它是什么植物,它到底行使了什么职责?如果能够推广到区域或全球尺度,我认为,将革新我们看世界的方式,无论在生态系统服务功能的量化评估上还是生物多样性方面。
最后分享一篇无人机进行生态学监测的技术层面的论文,暗示以上想法实现的可能性:
Cost-Effective Mapping Using Unmanned Aerial Vehicles in Ecology Monitoring Applications (pdf.pdf)
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GMT+8, 2024-12-26 13:51
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