研究发现：雨林林下温度比预期低，对生物多样性保护有重要启示

研究发现：雨林林下温度比预期低，对生物多样性保护有重要启示

气候变化正在影响全球热带雨林。热带雨林是重要的生态系统，与地球健康息息相关。它就像地球之肺，吸收大量二氧化碳，有助于抵消气候变化的影响。这些生态系统拥有丰富的生物多样性，孕育了多达一半的已知物种，并获得生态学家的广泛关注。然而，科学家至今仍未充分了解热带雨林中生物所面对的微气候条件，因此需要准确了解相关的温度，以及它如何改变生物的生存环境。

但是，测量这些温度绝非易事。早在50年代，科学家就已经知道微气候（指一个微小范围内独特的气候状况）的多变性，却一直缺乏覆盖范围较广的测量仪器或运算方式作全面估算。卫星遥感的出现为他们带来了曙光——它能与地面测量、大数据和机器学习结合，通常可以准确估算雨林离树冠顶层两米以上的空气温度。然而，大多数生物都集中在树冠以下更近地面的地方，因此，卫星遥感数据无法准确估计热带雨林生物体验的温度，有必要采用更精确的测量与估算方式。

香港中文大学（中大）地球与环境科学课程戴沛权教授和博士后研究员Ali Ismaeel博士，联同赫尔辛基大学Eduardo Maeda教授及其团队，展开突破性研究，并获芬兰研究委员会资助。他们在全球多个热带雨林放置温度传感器，收集离地面仅15厘米高的数据，从而测量靠近雨林地面低洼灌木和植物层的温度。

上图是安装在亚马逊雨林的温度传感器

研究团队与当地科学家密切合作，在非洲、南美洲和东南亚安装了180个温度传感器，以扩大研究的覆盖范围，也涵盖了生态功能已弱化和保养良好的热带雨林。这只是一个开始——即使180个地点也不足以制作整个热带地区的林下温度高分辨率数据集。因此，研究人员认为，利用机器学习模型，将来自180个地点的微气候数据与卫星衍生的宏观气候及林上露天环境数据、以及其他生物物理和地理数据结合，以整个热带地区每30米的高分辨率来制作林下温度数据集。研究结果发现，林下温度平均比林上露天环境的温度低1.6摄氏度，部分地方的温差更高达4摄氏度。这种差异是源于树林冠层的蒸腾作用，即水气从地面移动到大气中的过程。另外，雨林近地的昼夜温差（即同日的最高温度和最低温度之间的差异）平均比林上露天环境低1.7摄氏度。

戴教授表示，研究结果对政策制定者来说是非常重要的资料：“使用精细尺度微气候作输入数据的生态模型，可让我们更准确地预测不同物种对气候变化的反应。变化幅度较小的微气候有时可以保护物种，减低气候变化对它们的影响，但它同时亦可以改变物种的适应能力。这些变化会影响物种的遗传多样性，帮助它们在不断变化的环境中生存。微气候也引导物种的季节性移动，影响它们的居住地点和族群规模。了解这些交互作用，能帮助我们预测气候变化对物种栖息地改变的影响。”

研究团队进一步发现，由于大尺度的天气状况、植物和地形特征等原因，同一热带雨林内的微温度或会迥然不同。例如在亚马逊中部平均170公里的距离内会出现不同的栖息地微气候条件；过往以林上露天环境为基础的估计则为400公里。

研究获芬兰研究委员会及其他国际机构的捐助，为雨林林下生物经历的林下近地面温度提供了更准确的认知。

Ismaeel博士表示：“我们证明了林下近地温度比露天气象站及卫星产生的数据有更大的空间多变性。这些信息对有志研究物种对气候变化时空反应的生态学家来说至关重要。”

研究团队目前正在开展后续研究，探讨砍伐雨林对微气候暖化的影响。另一项区域研究是关于微型避难所（即生物受气候变化影响时为它们提供繁衍条件的小区域）的限制。戴教授表示，未来首要工作是收集林下温度的长期数据，并在更多地方安装温度传感器改进数据集。