德克萨斯大学奥斯汀分校 拉斯维加斯山谷的杂酚油植物
德克萨斯大学奥斯汀分校最近的一项研究使用航空测量数据和计算机算法对沙漠植物进行了首次普查
信用:迈克尔·杨 杂酚油是沙漠之王
这种凹凸不平的灌木主宰着美国西南部的景观，为沙漠野生动物创造了酷热的迷你绿洲
在一项新的研究中，德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员利用计算机算法和高分辨率调查数据进行了有史以来第一次杂酚油普查——统计了内华达州莫哈韦沙漠135平方英里保护区内的每一种杂酚油
最终统计是6600万株植物中的2300万株杂酚油
研究人员发现了关于植物物种的重要新信息，但他们也展示了数据技术如何改进研究植物群落的传统方法
“这首先是一个大数据项目，”领导这项研究的密歇根州立大学杰克逊地球科学学院的研究生詹姆斯·杰克·吉隆说
“大部分时间是数据清理、数据调查、数据准备
当你开始分析的时候，你已经发现了很多事情，你有了前进的道路
" 这项研究发表在2020年11月的《景观生态学》杂志上
这次普查是植物科学的一个里程碑
大多数植物种群数据来自不到1000种植物的样本或捕捉群落快照的航空勘测
这项研究为植物群落中的每个个体提供了一种解释方法
科学家们还发现，某些景观特征会影响大杂酚油的生长以及它们之间的距离
杂酚油(较大的植物)和白囊(较小的植物)覆盖在内华达州博尔德市保护区的地面上
信用:杨等
/奥斯汀的德克萨斯大学
“人们对数据集的大小感到惊讶
但我们尽量避免被数据告诉我们的感兴趣的事物的大小和焦点所迷惑，”合著者迈克尔·杨说，他是经济地质局的高级研究科学家，该局是杰克逊学院的一个研究单位
杂酚油的研究是建立在杨和他的同事在2017年航测期间收集的数据基础上的，该航测收集了来自莫哈韦沙漠博尔德市保护区的航拍照片和海拔数据
最初收集这些数据是为了寻找受威胁的沙漠龟的洞穴
但是高分辨率照片(一个像素相当于六英寸)与测量地役权每平方米变化的海拔数据相结合，为新的研究创造了丰富的资源
计算杂酚油包括应用计算机算法将灌木丛与周围的景观和其他植物区分开来
除了进行人口普查之外，算法还提取了每种杂酚油的位置、高度和树冠面积的信息，根据这些信息计算树冠体积
他们还提取了周围景观的信息，如相对土壤年龄、坡角和方向
当景观和杂酚油信息被一起分析时，研究人员发现了一些关于景观如何影响植物生长的显著趋势
他们发现斜坡的方向，或称坡向，是控制杂酚油量的主要因素——生长在朝东的斜坡上的植物比生长在朝西的斜坡上的植物要浓密五倍
内华达州博尔德市保护区的地貌单元
研究发现较大的杂酚油植物生长在较年轻的单元中
信用:Gearon等人
/奥斯汀的德克萨斯大学 “对动物来说，这是地面覆盖面积的五倍多，用于土地使用，或者用于了解地面将变得多热——这有着巨大的影响，”吉隆说
他们还发现土壤年龄影响杂酚油的体积，年轻土壤中的植物比最老土壤中的植物大27%
Gearon说，土壤年龄和植物大小之间的联系已经有了很好的记录，但是山坡对植物大小的影响令人惊讶
这是因为研究记录更多地将植物生长与北坡和南坡方向联系起来——很少对东西坡进行研究
但这项研究表明，生长在东坡可能是沙漠植物保持水分的一种重要方式，这种位置可以让植物在更凉爽、更潮湿的早晨吸收阳光，这与西坡不同，西坡在一天中最热的时候接收最多的阳光，而此时它们最容易通过蒸腾作用失去水分
埃里克·哈默林克是美国大学的研究生态学家
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农业部表示，这项研究意义重大，因为数据的精确性来自于对人口中每个个体的统计
哈默林克说:“这是我第一次看到这样的东西，它采用地块级别的数据，并真正将其扩展到景观尺度，流域尺度。”
“这只是一项巨大的成就
" 他补充说，研究中提出的技术可以通过提供特定干预前后整个植物群落的深度和标准化视图来帮助改善牧场管理实践
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