不同植物物种的出现频率及其栖息地偏好与草原群落层面反射率的变化之间存在关联

《Applied Vegetation Science》：Individual Plant Species' Occurrences and Habitat Preferences Are Related to Variation in Community-Level Reflectance in Grasslands

本研究通过主成分分析和联合物种分布模型，探讨瑞典?land岛草地冠层反射光谱与物种栖息偏好（氮、磷）的关系，发现氮偏好物种与红、蓝、SWIR和NIR光谱特征显著相关，而磷偏好物种则在绿和红边光谱中表现突出，为植被监测提供新方法。

　　

摘要

问题

地球观测是生物监测的重要工具。先前的研究表明，草地冠层反射率的变化可以解释植物群落组成的差异。然而，目前还需要方法来根据对单个物种栖息地偏好的现有知识，解读复杂草地植被的整体光谱信号。是否可以根据单个植物物种的分布模式和栖息地偏好来解释草地冠层反射率的变化呢？

研究地点

瑞典的厄兰岛。这些研究地点代表了从曾经用于耕作的田地上的放牧草地到老半自然牧场的演变过程。

研究方法

我们在植被生长高峰期，对104个（4米×4米）的样地中的植物物种分布和平均高光谱反射率（414–2351纳米）进行了数据收集。我们使用主成分分析将光谱数据简化为正交分量，并通过联合物种分布模型分析了100个物种与这些分量的关系。同时，我们也考虑了物种的栖息地偏好信息，以解释模型预测的结果。

研究结果

草地冠层反射率与单个植物物种的出现频率有关（41个物种的Tjur’s D值大于0.15，15个物种的D值大于0.30），尤其是那些具有明显栖息地偏好的物种。反射率数据中的主要变化趋势——体现在红光、蓝光、短波红外（SWIR）和近红外（NIR）光谱特征上——与物种对矿物氮的偏好有关。相比之下，物种对磷酸盐的偏好与绿光和红边光谱中的反射率有更强的关联。

结论

关于单个物种及其栖息地偏好的数据可以用来解释放牧草地中冠层反射率的变化模式。在磷含量较低的草地上，植被在光谱数据中表现出一致的模式（其特征体现在绿光和红边光谱中）。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

分析中使用的数据存储在Dryad数字存储库中（https://doi.org/10.5061/dryad.cfxpnvx9w）。