树木地上生物量及其在主干、枝条和叶片等不同组分中的分配规律，是理解树木生长策略、解析碳循环过程以及评估森林生态系统功能的关键基础。目前，树木地上生物量的估算主要依赖于收获法和异速生长方程法。然而，这两种传统方法均存在明显局限：收获法虽被视为地面观测的“真值”，但过程耗时费力且具有破坏性，难以实现重复观测，更难应用于珍稀濒危树种；异速生长方程法虽操作简便、效率较高，但适用性受限，且难以支撑对生物量组分分配规律的精细刻画。
    针对上述问题，苏艳军研究团队在前期构建的树木枝叶分离算法与三维重建技术基础上，集成单木分割、枝叶分离、枝干三维结构重建以及体素化叶量估算等关键步骤，提出了一种基于地基激光雷达的树木全株及其组分地上生物量无损估算方法，实现了单木尺度地上生物量及其组分的精细化获取。为验证方法的可靠性，研究团队在国家植物园等地采集了68株树木的高精度地基激光雷达数据，并结合传统收获法获取真实生物量进行对比分析。结果表明，该方法能够准确估算单木地上生物量（R2=0.88，RMSE=16.83 kg），其精度显著优于传统异速生长方程法（R2= 0.61，RMSE=29.86 kg）。在更精细的枝干尺度上，该方法同样表现出较高精度：第一、第二枝级生物量估算的R2均超过0.90；对于平均长度仅3 cm、直径约0.8 cm的微小枝条，仍能保持较好的估算能力（R2=0.66）。该技术已成功应用于银杉等野外珍稀濒危物种的单株生物量估算，实现了濒危植物个体生长的无损化、精细化监测，为濒危植物健康评估与种群恢复研究提供了关键技术支撑。
    相关成果于4月10日在线发表于国际学术期刊Methods in Ecology and Evolution。植物所硕士研究生董琦为论文第一作者，胡天宇副研究员为通讯作者，苏艳军研究员、汪小全研究员和刘玲莉研究员等参与了相关研究工作。该研究得到国家重点研发计划等项目的资助。

    论文链接：
http://doi.org/10.1111/2041-210x.70299

基于地基激光雷达的树木地上生物量及其组分分配无损估算方法及精度示意图