森林は、植物が光と栄養素を求めて競争するダイナミックな環境です。 樹冠の大きさと形は、生態学において基本的に重要です。 時々、木のてっぺんに隙間ができます。これは、風がキャノピーを動かし、同じような高さの木の間で摩耗を引き起こすことによって形成される可能性があります. 1920 年代以来、科学者たちはいくつかの樹種 (ブラック マングローブ、ロッジポール パイン) の樹冠が、他の樹木との重なりを避けようとするジグソー パズルのように成長することを観察してきました。 この現象はクラウン シャイネスと呼ばれ、科学者が定量化して研究することは非常に困難です。
Jens van der Zee 氏、Wageningen University and Research (WUR) の大学院生、 アルバロ・ラウ博士 WURと アレクサンダー・シェンキン オックスフォード大学から提案された クラウンシャイネスの新しい測定. 研究者らは、タンパク質複合体の形成を予測するために通常使用される表面相補性と呼ばれる測定基準が、3D でキャノピー回避を定量化できることを発見しました。 この研究は、Jens van der Zee の研究の一部でした。 修士論文. ラウ博士は以前に ガイアナの陸上レーザー スキャンによる樹木バイオマス とシェンキン博士は最近 代謝スケーリング理論を適用して、さまざまな生態系にわたる樹冠のサイズと形状の変動性を理解.
2017 年、研究者はガイアナの 100 本以上の木の地上 LiDAR (光検出と測距) スキャンを使用しました。 van der Zee とその同僚は、クラウン シャイネスを検出できるほど近くに配置された 14 組の木を選択し、3D 点群を作成しました。 彼らは、木の高さと胸の高さでの直径を測定することによって、木の細さを測定しました。 研究者は、一対の形状の相補性を計算し、キャノピーの相互作用ゾーンをセグメント化しました。 次に、重なり合う樹木と重なり合わない樹木の相補性を比較し、細長さとクラウン シャイネスの関係を調査しました。
Van der Zee とその同僚は、表面相補性測定基準を適用して頭頂部の恥ずかしさを定量化することに成功しました。 木のペアの半分は重なり合う樹冠を持ち、メトリクスは低く (0.267)、重なり合っていない樹冠はより高い値 (0.647) でした。
「最近まで、樹冠の内気さを観察できるのは、構造的に単純で平らな林冠だけでした。そこでは、空の逆光によって樹冠の間の隙間が明らかになりました」と van der Zee と同僚は書いています。
研究者はまた、木が細くなるほど、林冠が重ならないように見えることも発見しました。 以前の研究では、細い木は風に揺れるほど小さい木になることがわかっていました。
「[私たちの]結果は、彼らが隣接するものを補完する王冠の形も成長することを示唆しています. そうすることで、木は衝突によるダメージを最小限に抑えながら、利用可能な成長スペースを最適化します。」
「この研究は、前例のない方法で興味深い樹冠のダイナミクスを視覚化および定量化するのに役立ったため、林冠の相互作用に関する理解を拡大するための 3D 樹木モデリングの価値の例として役立ちます。」
