近期，林沂研究员以“Tracking Darwin’s footprints but with LiDAR for booting up the 3D and even beyond-3D understanding of plant intelligence”为题在Remote Sensing of Environment上提出追寻达尔文的足迹从而实现植物智能的三维乃至超三维认知方案，推动国内开启这一全新领域并拓展出可行研究途径。该研究得到了国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项、国家自然科学基金等项目的支持。

植物智能作为一门新兴学科，呈现将给植物学到生命科学等诸多领域带来革新的潜力，因此近年作为前沿研究被推动，但同时也深陷学术性争论。受达尔文等早期植物学家在野外观察植物时提出这一概念的启发，我们提议追寻达尔文的足迹——再次前往野外，因为野外生长的植物显示出相比实验室种植植物更高阶的适应能力，从而有助于人们获取对植物智能的真正认识。然而，这一方案须面对野外现场植物表型的技术挑战，尤其是在结构方面，而结构是不同植物表型行为的三维现象学展示。针对这一核心瓶颈，我们建议采用三维遥感/近感解决方案，如可实现全面而又精细地测量植物形态的先进激光雷达（LiDAR）技术等，以开启对植物智能的三维认知。

进而针对植物智能发生机理的解码，我们梳理了下一代有代表性的（如高光谱、荧光和偏振）激光雷达技术，其具有对植物进行全方位表型的潜在可行性，衍生的三维生化、生理和生物物理功能性状可提升人们对植物智能的超三维认知。该层面可揭示的植物智能，涵盖从追踪植物整体的移动模式到反演三维内部水压分布和外部光照条件从而破译其如何决定植物行为模式、从探测植物空间自感知模式到推导植物时序记忆规律、从分析植物间的竞争机制到其与动物等相互作用的策略等。以此为起点，新揭示的植物智能超三维认知将从基础层面推动相关新兴领域的发展，如智慧农业、智能牧场和智慧林业等。

植物智能的三维及超三维认知有助于促进其相关领域的变革，而可持续性sustainability就是这样一个涉及植物及其环境的典型领域。现在追求的可持续性主流趋势是“from-and-for-people”，但接下来呢？受植物作为其整体大背景的启发，我们认为可持续性也应该出现在被看作是“智能”的植物的视野中。对可持续性的认知从理论上考虑植物智能之后，目前主流的“以人为本”的可持续发展预测建模范式就可以通过纳入这些植物智能响应模式从而得到升级，这些考虑植物智能的响应模式可取代相应生态模式的简单表述规则。随着被看作是“智能”的植物对气候、环境和其他物种的影响反馈知识的积累，下一步将可支撑开发出更全面的、遵循系统集成理念的可持续性预测模型。

总体而言，这一针对植物智能的理论展望，通过与最新的遥感/近感技术相结合，可将该前沿方向从深陷概念争论推进到机理解析层面，由此助力植物智能领域进入其三维乃至超三维时代，并为与其相关的可持续性认知等诸多学科注入新的活力。