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2024年6月17日

中大首次揭示熱帶雨林微氣候 為生態學家和政策制定者提供應對氣候變化新見解

2024年6月17日
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研究獲芬蘭研究委員會及其他國際機構的捐助,為雨林林下生物經歷的近地面溫度提供了更準確的認知。

安裝在亞馬遜雨林中的感應器。

左圖展示了八月熱帶雨林的林下溫度,右圖則顯示了同月林下溫度與衛星量度的林上露天環境溫度之間的差異。

Eduardo Maeda教授(中)與研究團隊在肯亞熱帶雨林放置溫度傳感器。

香港中文大學(中大)地球與環境科學課程戴沛權教授和博士後研究員Ali Ismaeel博士,聯同赫爾辛基大學Eduardo Maeda教授,展開全球首項針對熱帶雨林內部林下微氣候的研究,揭示溫度如何影響生物多樣性。研究獲芬蘭研究委員會資助及其他國際機構的支持,為雨林林下生物感受到的近地面溫度提供了更準確的認知。

首次突破研究熱帶雨林的障礙 探討林下氣候

熱帶雨林是世界上半數生物的棲息地,又被稱為地球之肺,吸收全球二氧化碳,有助延緩氣候變化帶來的影響。溫度對生物多樣性空間模式和雨林生態系統的功能尤其重要。

以往的生態學研究主要依賴衛星遙感數據進行大氣候研究,主要估算離樹頂兩米高露天開放環境的溫度。這些數據與林下近地溫度存在較大偏差,無法準確評估氣候變化對林下生物的實際影響。然而,種種環境因素令林下微氣候研究難以進行。

在國際機構的支持下,研究團隊成功突破環境障礙,在南美洲、非洲和東南亞三個不同地區的熱帶雨林放置傳感器,觀察熱帶雨林內的各種環境狀況。他們在雨林林下地面對上15厘米高放置溫度傳感器,準確量度林下溫度。為製作熱帶地區林下溫度的詳細數據集,研究人員透過機器學習模型,將現場數據與衛星、天氣和地理資訊數據結合,製作出整個熱帶地區每 30 米的高解析度林下溫度數據集。這些實測溫度數據與衛星遙感所得的林上溫度相差高達攝氏四度,對不同林下生物的影響不容小覷。在氣候變化下,此項發現為研究與構建以物種為導向的微氣候避難圖提供了重要的科學依據。

研究結果顯示,熱帶雨林林下的近地溫度比林上露天環境低約攝氏1.6度,日間溫差也比露天環境低約攝氏1.7度。這是生態學和全球氣候變化研究的重大突破,熱帶地區的大氣候數據與實際林下微氣候的差異,或可能會導致偏差和誤解,因此採用微氣候數據構建的物種分布模型,有望更準確地揭示物種應對氣候變化的複雜過程。另外,研究還發現受大規模氣候條件、植物結構和地形等因素影響,熱帶雨林內微氣候特徵存在顯著的空間差異。這些熱帶雨林微氣候的複雜性和異質性,意味著全球暖化在同一雨林內的不同區域可能造成不同程度的影響。

研究有助理解生物如何適應環境 為制定保育策略提供新見解

中大理學院地球與環境科學課程副教授戴教授強調研究熱帶雨林生態系統時考慮微氣候條件的重要性:「通過量化林下溫度的時空格局,研究人員能夠了解生物如何適應和回應其身處的環境。這些發現有助制定保育策略和減緩氣候變化的影響。此外,研究提供了許多重要見解,例如砍伐森林或棲息地破碎化等不同的干擾會如何影響熱帶雨林的微氣候條件和生物多樣性。」

與戴教授工作的博士後研究員Ismaeel博士補充:「這項研究加深了我們對微氣候變化及其對生物多樣性和生態系統功能影響的認識,亦讓我們了解到其重要性,有必要繼續深入探討,並將微氣候數據納入生態模型和用作保育工作。」

相關數據可在https://etsin.fairdata.fi/dataset/67bdd112-479c-459c-81ce-6e9a2461d954 獲取。



研究獲芬蘭研究委員會及其他國際機構的捐助,為雨林林下生物經歷的近地面溫度提供了更準確的認知。

研究獲芬蘭研究委員會及其他國際機構的捐助,為雨林林下生物經歷的近地面溫度提供了更準確的認知。

 

安裝在亞馬遜雨林中的感應器。

安裝在亞馬遜雨林中的感應器。

 

左圖展示了八月熱帶雨林的林下溫度,右圖則顯示了同月林下溫度與衛星量度的林上露天環境溫度之間的差異。

左圖展示了八月熱帶雨林的林下溫度,右圖則顯示了同月林下溫度與衛星量度的林上露天環境溫度之間的差異。

 

Eduardo Maeda教授(中)與研究團隊在肯亞熱帶雨林放置溫度傳感器。

Eduardo Maeda教授(中)與研究團隊在肯亞熱帶雨林放置溫度傳感器。

 

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