Relationen art-område (SAC) är ett långsiktigt mönster inom ekologi och diskuteras i de flesta akademiska ekologiböcker. Dess konsekvenser är relevanta för många ekologiska, evolutionär, bevarande och biogeografiska ändamål. Omvänt, det associerade förhållandet mellan volym och art har för det mesta ignorerats. Enligt en ny studie publicerad i tidskriften Växtekologi , detta förhållande kan spela en grundläggande ekologisk roll, och det är relevant för många ekologiska tillämpningar såsom uppskattning av minsta livskraftiga populationer, arter och skyddade områden. I denna globala studie, Roberto Cazzolla Gatti, Ph.D., Docent vid Biologiska institutet vid Tomsk State University (Ryssland) och hans italienska kollegor från Euro-Mediterranean Center on Climate Change (CMCC) i Viterbo, undersökte detta nya perspektiv och tittade på baldakinhöjden som en proxy för ekosystemvolym ("biorymd"), som påverkar växtrikedomen i skogens ekosystem.

För några decennier sedan, den italienske skogsekologen Lucio Susmel utvecklade idén om biorymd, skriver att "egenskaperna hos fleråldriga skogar är en funktion av det överjordiska biorummet, modifierad av växter och djur som lever i en fysisk miljö." Den italienska ekologen föreslog att "[Biospace kan definieras som ett] skyddat utrymme inom vilket det är möjligt att spela alla fysiologiska, biologiska och evolutionära processer i ett samhälle [...] den parameter som är mest lämplig för att bedöma biorymden är volymen av systemet som kan mätas med medelhöjden på de dominerande träden."

Svårigheten att upptäcka ett träds höjd från marken och avsaknaden av en omfattande global floraräkning har hindrat definitionen av ett allmänt mönster av skogens ekosystemvolym och artdiversitet. Den senaste tekniska utvecklingen som ljusdetektion och avståndsintervall (LiDAR) tillåter kartläggning av skogens vertikala struktur globalt. Tillsammans med tillgången på korrekta botaniska data, till exempel NASA Canopy Height Global Map, som kombinerar satellitteknik med fältanalyser, detta öppnar otroliga möjligheter inom ekologi. Prof. Roberto Cazzolla Gatti säger, "Vi undersökte en möjlig global relation mellan artrikedom och krontakhöjd genom att jämföra den högupplösta Global Map of Canopy Height från NASA med Plant Diversity Map producerad av Barthlott och kollegor 2007."

Resultaten av denna studie visade att högre baldakiner står för fler växtarter – baldakiner representerar en tredje dimension som fullt ut kan utnyttjas av dessa arter. Detta beror på att större volymer kan innehålla ett större antal arter, men det är inte bara en fråga om tillgängligt utrymme.

Gatti säger, "Jag stötte på den här idén som arbetade i många år i tropiska, tempererade och boreala skogar. Jag undrade varför högre skärmtak nästan alltid är positivt förknippade med högre nivåer av biologisk mångfald. Om orsaken bara var klimatet, som kan öka både trädhöjden och den biologiska mångfalden, vi skulle ha funnit inom samma klimatremsa runt om i världen liknande nivåer av mångfald i skogar med olika takhöjder. Detta var inte fallet. Även om klimatförhållandena är desamma, den biologiska mångfalden ökar när baldakinerna reser sig."

Studien tyder på att denna positiva korrelation mellan biologisk mångfald och kapellhöjd beror på det ökade bioutrymmet. Ju större volym ett skogsekosystem är, ju fler lager och ekologiska förhållanden som diversifierar miljön, inklusive ljus, fuktighet, matresurser, vattentillgång, klättringsmöjligheter för lianer, närvaro av epifytter, ormbunkar och andra. Detta ger också empiriska bevis för de hypoteser som nyligen utvecklats av prof. Cazzolla Gatti om framväxten av nya biodiversitetsrelaterade nischer, dvs tanken att biologisk mångfald föder biologisk mångfald.

Sambandet mellan biologisk mångfald och kapellhöjd är särskilt tydligt i tropiska områden. Faktiskt, enligt latitudinal gradientteori, tropiska regnskogar är, i genomsnitt, högre än tempererade, och därför erbjuda mer utrymme för fysiologiska, samhällets biologiska och evolutionära processer. Denna funktion tillåter arter med distinkta egenskaper att samexistera och ger upphov till nya nischer som ökar rikedomen hos ett mer stratifierat ekosystem.

Dock, eftersom både klimat- och breddgradienter korrelerar med skogshöjd och mångfald, Cazzolla Gatti och kollegor lösgjorde sin hypotes om en ren höjd-mångfaldsrelation genom att analysera den inom olika makroklimatzoner enligt Koppen-Geiger-klimatklassificeringen. Denna klassificering återspeglar en latitudinell zonering och tar bort klimatpåverkan från förhållandet mellan kapellhöjd och mångfald. Dock, sambandet observerades i var och en av de tre huvudklimatzonerna och detta bekräftade att krontakets höjd påverkar arternas mångfald oberoende av andra faktorer som nederbörd och temperatur (dvs klimat).

Roberto Cazzolla Gatti säger, "Förhållandet mellan kapellhöjd och biologisk mångfald har hittills varit dåligt övervägda, även om det spelar en betydande roll inom ekologin. Verkligen, ekosystemens vertikala dimension, som en proxy för biorymden, bör betraktas tillsammans med det välkända art-område-förhållandet. Dessutom, relationen vi upptäckte är grundläggande för att utvidga skyddade områden, när den tvådimensionella tillgängliga miljön inte bör betraktas ensam, men förknippas med den tredimensionella ekologiska volymen. I denna tid av klimatförändringar och antropogena påfrestningar, ett stort antal arter utsätts för utrotningsrisk. Under det akuta behovet av artbevarande och klimatbegränsning, 3D är inte bara ett roligt eller ett innovativt tekniskt tillvägagångssätt, men ett nytt sätt att se på den naturliga dynamiken för att bättre planera studier och skydd av ekosystem."