功能多样性是生物多样性的重要维度，植物功能性状及功能多样性的准确监测对于理解生物多样性对生态系统功能的影响至关重要。遥感技术为快速获取大范围空间连续的功能多样性数据提供可能，为多样性—生态系统功能关系研究由点到面的尺度拓展提供支持。

中国科学院空天信息创新研究院曾源研究员团队，与瑞士苏黎世大学地理系遥感实验室开展合作研究，结合机载LiDAR和星载Sentinel-2数据，在神农架研究区构建了群落水平森林形态与生理性状估算模型，基于多维性状空间方法分别计算了30m、100m和250m三个尺度的森林功能多样性指数（功能丰富度、离散度和均匀度），并进一步分析了森林功能性状、功能多样性及环境因素与生产力之间的关系。

研究发现，基于遥感估算的森林形态（95%分位高度、叶面积指数、叶高度多样性）和生理（叶绿素含量、比叶面积、等效水厚度）功能性状与地面实测的性状群落加权平均值（CWM）一致性较高；层次划分分析结果表明神农架研究区的森林地上生物量和生产力主要受群落水平林冠形态及生理功能性状调控。在生态系统和景观尺度上，群落形态与生理功能性状、形态丰富度以及辐射和高程因子构建的最优线性模型可以分别解释50.2%（30m生态系统尺度）、77.9%（100m生态系统尺度）和82.9%（250m景观尺度）的地上生物量变异；群落生理性状、形态丰富度和均匀度结合高程及土壤碳含量可以在景观尺度上解释71.2%的kNDVI变异。该研究为基于遥感功能性状评估跨景观到区域尺度的生物多样性与生态系统功能关系提供了新的思路。

该研究成果于2023年3月在线发表在《Remote Sensing of Environment》期刊。该研究是继林冠功能多样性遥感监测方法（RSE, 2021）和单木到群落功能多样性尺度转换研究（JAG, 2022）后的最新进展。中国科学院空天院遥感科学国家重点实验室博士后郑朝菊为论文第一作者，曾源研究员为论文通讯作者。本研究获国家自然科学基金面上项目等资助。

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https://doi.org/10.1016/j.rse.2023.113530

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