创新的检测系统使研究人员能够区分橡树枯萎病和干旱

橡树林在我们的生态系统中发挥着至关重要的作用，为整个北美地区提供气候调节和侵蚀控制。然而，这些森林面临着干旱和橡树枯萎病的复合威胁，区分这两个问题可能具有挑战性。

明尼苏达大学的研究人员采用一种将遥感工具与生理测量相结合的创新方法，开发出一种早期准确检测橡树枯萎病的方法，这是保护以橡树为主的森林健康的重要一步。

他们在《美国国家科学院院刊》上最新发表的研究表明，能够通过树冠反射的光来预测与橡树枯萎病和干旱胁迫相关的生理过程。

“森林健康专家经常评论说，在同一林中区分因两行板栗蛀虫而死亡的橡树和干旱影响与橡树枯萎病是多么困难。这项研究证明了检测和区分这两个关键橡树问题的潜力，”该大学食品、农业和自然资源科学学院兼职副教授JenniferJuzwik说。

该方法利用光谱生态生理学(植物生态生理学和遥感技术的新型整合)进行先进的植物胁迫监测，能够及早发现橡树枯萎病和干旱。它将生物学见解与景观测量效率相结合。

研究人员发现，通过分析光谱反射率数据，他们可以在树木出现视觉衰退迹象之前两周检测到特定指标，例如光合效率下降和叶片补水能力丧失。他们还发现，树冠的下降模式反映了茎中管道堵塞的模式，而这些模式针对每种类型的压力都是特定的。

基于这种方法的进一步研究可以尽早发现对森林健康的各种威胁。

“这些模型就像超人的眼睛，它们看到的光波长远远超出我们所能看到的范围。经过训练，它们可以利用隐藏在我们眼睛中的信息将光转化为生理学，”该研究的主要作者、生物科学家GerardSapes说。佛罗里达大学，曾任明尼苏达大学博士后研究员。

这一突破鼓励进一步探索生态生理学和光谱反射之间复杂的联系，为更细致的植物胁迫评估铺平道路。这项研究是植物逆境监测高效、广泛应用的重要一步。

“这项研究提供了生理学方法和光谱生物学的完美结合，以检测和区分幼树的干旱影响和疾病影响。我们现在能够准确预测橡树的疾病发展和干旱，”该研究中心主任JeannineCavender-Bares说。ASCEND生物整合研究所、生物科学学院教授。

未来的研究应该探索光谱生态生理学的更广泛应用，以更好地了解可以从光谱反射率预测什么和不能预测什么。扩大该方法以覆盖更大的森林地区和多样化的生态系统将增强其泛化能力，但这样做会带来新的挑战，需要基于研究的解决方案。

与森林管理机构和政策制定者的合作对于将这些创新方法整合和推广到现实世界的监测和管理实践中至关重要。