如果我们把一台望远镜架在江苏南京紫金山上，就可以观察山中树木在春天渐渐变绿；如果把望远 镜架到空中，清晰度放大1万倍，就能看到全球森林随着光阴流逝如何被"染绿"；如果再借助一台特殊 的"太空望远镜"，从太空中看向地球，就能捕捉到肉眼无法看清的细节——森林自身发出的微弱荧光。 我们借助"太空望远镜"及先进的卫星遥感探测技术，结合全球科学家在过去20年积累的海量数据， 打通了观测壁垒，还利用人工智能机器学习等，深入挖掘分析海量数据。研究发现树种多样性是全球森 林光合作用的重要决定因子，其作用强度仅次于温度——树种越丰富的森林，光合作用能力越强。这也 是科学家首次在全球尺度明确揭示：树种多样性是促进森林光合作用的关键因子。 为什么树种多样性能促进森林光合作用呢？我们进一步研究发现，生物多样性通过两大路径增强光 合作用。首先，向"上"看，生物多样性丰富了森林冠层的复杂性，不同季节生长的植物，错开了需要光 照的时间，高矮不同的树种，也错开了树冠需要光照的空间，确保更多叶片能参与光合作用。其次， 向"下"看，生物多样性可以让树木在泥土中充分吸收不同层次的营养，有利于提高叶片氮含量，改善叶 片的生理特性，从而增强光合作用的 ...

研究核心发现 - 研究发现树种多样性是全球森林光合作用的重要决定因子，其作用强度仅次于温度，树种越丰富的森林光合作用能力越强[3] - 这是科学家首次在全球尺度明确揭示树种多样性是促进森林光合作用的关键因子[3] 技术方法与原理 - 借助遥感卫星搭载的高分辨率光谱仪，通过分析太阳光光谱中的“黑线”窗口，捕捉到植物光合作用发出的微弱叶绿素荧光[1][2] - 叶绿素荧光是植物光合作用的指征，其强弱反映出光合作用的大小，强度仅为太阳光的1%[1][2] - 研究结合了过去20年积累的全球海量数据，并利用人工智能机器学习等技术深入挖掘分析，以突破观测壁垒[3] 生物多样性作用机制 - 生物多样性通过两大路径增强光合作用：向上看，丰富了森林冠层的复杂性，使不同季节和不同高度的树种在时间和空间上错开光照需求，确保更多叶片参与光合作用[3] - 向下看，生物多样性让树木能充分吸收土壤中不同层次的营养，有利于提高叶片氮含量，改善叶片生理特性，从而增强光合作用能力[3] 生态修复与应用前景 - 在生态修复和改善中，可模仿天然生态系统种植混交林[4] - 在中国南方地区，提升森林生物多样性对形成碳汇、减轻碳排放压力有显著效果[4] - 在寒冷的中国东北地区，可针对性培养耐寒树种，并通过加强维护管理让更多树种存活[4]

观测技术与原理 - 利用搭载高分辨率光谱仪的遥感卫星作为观测工具，可捕捉到被太阳光掩盖、强度仅为其1%的植物叶绿素荧光[1][2] - 高分辨率光谱仪的分光系统能将太阳光梳理出几十万种颜色，并利用光谱中的吸收线作为窗口来观测微弱的叶绿素荧光[2] - 叶绿素荧光的强弱直接反映植物光合作用的大小，是评估生态系统二氧化碳吸收能力的关键指征[2] 核心研究发现 - 全球尺度研究首次明确揭示，树种多样性是促进森林光合作用的关键因子，其作用强度仅次于温度[3] - 树种越丰富的森林，其光合作用能力越强[3] - 该研究结合了过去20年积累的海量数据，并利用人工智能机器学习技术进行深入分析[3] 生物多样性作用机制 - 生物多样性通过丰富森林冠层复杂性来增强光合作用，不同季节生长的植物和高矮不同的树种错开了对光照时空的需求，使更多叶片能参与光合作用[3] - 生物多样性使树木能在泥土中充分吸收不同层次的营养，有利于提高叶片氮含量并改善叶片生理特性，从而增强光合作用能力[3] - 森林生物多样性提升光合作用能力主要依靠让树木长得高和活得好两大路径[3] 生态修复与应用前景 - 在生态修复中可以模仿天然生态系统种植混交林以提升生物多样性[4] - 在中国南方地区，提升森林生物多样性对形成碳汇和减轻碳排放压力有显著效果[4] - 在寒冷的中国东北地区，可通过培养耐寒树种并加强维护管理来提升树种存活率以增强生态功能[4]