Laserteknologi måler biomasse i verdens største træer

Laserteknologi er blevet brugt til at måle volumen og biomasse af gigantiske californiske redwood træer for første gang, registrerer en ny undersøgelse af UCL -forskere.

Teknikken, udgivet i Videnskabelige rapporter , giver en hidtil uset indsigt i træernes 3D-struktur, hjælpe forskere med at vurdere, hvor meget kulstof de optager, og hvordan de kan reagere på klimaændringer.

Professor Mat Disney (UCL Geography), hovedforfatter på undersøgelsen, sagde:"Store træer er uforholdsmæssigt vigtige i forhold til deres overjordiske biomasse (AGB) og kulstoflagring, såvel som deres større indvirkning på økosystemstrukturen. De er også meget svære at måle og har derfor en tendens til at være underrepræsenteret i målinger og modeller af AGB.

"Vi viser de første detaljerede 3-D terrestriske laserscanning (TLS) estimater af mængden og AGB af store kystnære redwood træer (Sequoia sempervirens) fra tre steder i det nordlige Californien, repræsenterer nogle af de højeste biomasseøkosystemer på Jorden. "

Forskningen bidrager til et aspekt af forskningen i klimaændringer med stigende fokus.

Professor Disney tilføjer:"Store spørgsmål inden for klimavidenskab som reaktion på stigende CO2 -niveauer er, om og hvor flere træer skal plantes, og hvordan man bedst bevarer eksisterende skove. For at besvare disse spørgsmål, forskere skal først forstå, hvor meget kulstof der er lagret i forskellige træarter. "

At estimere størrelsen og massen af ​​meget store træer er en ekstremt vanskelig opgave. Tidligere har træer kunne kun vejes ved at skære dem ned eller ved at bruge andre indirekte metoder såsom fjernmåling eller opskalering fra manuelle målinger af stammediameter, som begge har potentielt store fejlmargener.

Arbejder med kolleger på NASA, og med støtte fra programmet NASA Carbon Monitoring System, forskerne brugte jordbaserede lasermålinger til at lave detaljerede 3D-kort over redwoods. NASAs nye rumlasermission, GEDI, kortlægger skovkulstof fra rummet, og GEDI -teamet bruger professor Disneys arbejde til at teste og forbedre de modeller, de bruger til at gøre dette.

De scannede træer omfatter det 88 meter høje oberst Armstrong-træ, med en diameter ved brysthøjde på 3,39 m, som de vurderer vejer omkring 110 tons, svarende til næsten 10 dobbeltdækkerbusser.

Forskerne sammenlignede TLS-estimaterne med andre metoder og fandt ud af, at deres estimater korrelerede med estimaterne for 3D-kronekortlægning, en teknik banebrydende af den amerikanske botaniker Stephen C. Sillett, der involverer ekspertklatrere, der skalerer kæmpe redwoods til manuelt at registrere fine detaljer om deres højde og masse.

Professor Disneys team fandt ud af, at deres AGB -skøn accepterede inden for 2% af registreringerne fra kronekortlægning. Vigtigt, de fandt også ud af, at begge disse 3D-metoder viser, at disse store træer er mere end 30% tungere end de nuværende estimater fra mere indirekte metoder.

Forskerne anbefaler, at laserteknologi og 3-D-kronekortlægning kan bruges til at levere komplementære, uafhængige 3D-foranstaltninger.

Lektor Laura Duncanson (NASA Earth Sciences &University of Maryland), sidste forfatter på undersøgelsen og medlem af NASA GEDI science team, sagde:"Estimering af store træers biomasse er afgørende for at kvantificere deres betydning for kulstofcyklussen, især i Jordens mest kulstofrige skove. Denne spændende proof of concept -undersøgelse demonstrerer potentialet for at bruge denne nye teknologi på kæmpestore træer - vores næste skridt vil være at udvide denne applikation til en global skala i håb om at forbedre GEDI's biomassestimater i kulstof tætte skove rundt om i verden. "