Luftbåren laserscanning af huller i Amazonas regnskov hjælper med at forklare trædødeligheden

En gruppe forskere ledet af brasilianere har brugt en innovativ model til at kortlægge huller i Amazonas regnskoven og identificere faktorer, der bidrager til trædødeligheden. Vandstress, jordens frugtbarhed, og antropisk skovnedbrydning har størst indflydelse på gap-dynamikken i verdens største og mest biodiverse tropiske regnskov, ifølge en artikel om undersøgelsen offentliggjort i Videnskabelige rapporter.

Skovhuller er hyppigst i områder med de højeste niveauer af jordbundsfrugtbarhed, muligvis fordi overfloden af ​​organisk materiale driver hurtigere trævækst og kortere livscyklusser.

Den vigtigste metode til dataindsamling, der blev brugt i undersøgelsen, var LiDAR (lysdetektion og rækkevidde), en fjernmålingsmetode, der bruger pulseret laserlys. Dækningen udvides til fjerntliggende dele af den brasilianske Amazonas, hvor feltarbejde er meget vanskeligt, og satellitbilleder kan være upræcise, primært på grund af kraftig sky.

Et luftbåret LiDAR-system udsender tusinder eller hundredtusindvis af laserlysimpulser, som hopper af Jordens overflade og vender tilbage til systemet med lysets hastighed, gør det muligt at bestemme højden af ​​træer og andre objekter på basis af forsinkelsen mellem emission og modtagelse af impulserne. Opløsningen kan være så høj som 1 meter, så LiDAR bruges til at overskue topografi og strukturen af ​​vegetation, ofte i form af en 3D-scanning.

"De vestlige og sydøstlige dele af Amazonia havde flest huller, tættest på skovrydningens bue ved landbrugsgrænsen. Skovdynamikken er op til 35 % hurtigere der end i centrum-øst og nord, med mere kløftskabelse og trædødelighed, " Ricardo Dal'Agnol, første forfatter til artiklen, fortalte Agência FAPESP. Dal'Agnol er en miljøingeniør, der arbejder som forsker i Earth Observation &Geoinformatics Division af Brasiliens National Space Research Institute (INPE).

I undersøgelsen, som blev støttet af FAPESP, forskerne brugte en database fra mere end 600 flyvninger over skoven som en del af INPEs Amazon Biomass Estimation Project (EBA), ledet af Jean Ometto, en seniorforsker ved INPE og medforfatter til artiklen.

Formålet med EBA var at kvantificere biomasse og kulstof i Amazonas og udforske dynamikken i vegetationen i regionen. Kortene produceret af INPE som en del af projektet kan bruges til at formulere offentlig politik, lette opgørelsen af ​​emissioner, og estimere kulstofbalancer.

Kulstofbinding

skove, frem for alt tropiske skove, betragtes som det største biologiske reservoir af biomasse og kulstof på planeten. Træer har brug for store mængder CO ₂ at udvikle og vokse. Ændringer i skovens funktion og trædødelighed har derfor væsentlig indflydelse på mængden af ​​drivhusgasemissioner til atmosfæren. De påvirker også direkte markedet for CO2-kreditter, der i øjeblikket implementeres i flere lande efter regulering af Paris-aftalen, en stor global miljøpolitisk milepæl.

I 2019, Udledningen af ​​drivhusgasser i Brasilien steg 9,6 % sammenlignet med året før, hovedsagelig på grund af skovrydning i Amazonas. I det år, Brasilien pumpede 2,17 milliarder bruttotons kuldioxidækvivalent (tCO ₂ e) ud i atmosfæren, op fra 1,98 milliarder tCO ₂ e i 2018, at vende den nedadgående tendens i de foregående år, ifølge en rapport fra Brasiliens estimeringssystem for drivhusgasemissioner og -fjernelse (SEEG).

"Usikkerhederne forbundet med drivkræfter og mekanismer for trædødelighed, især i mindre skalaer ( < 1 ha), begrænse vores evne til nøjagtigt at måle kulstofbudgetter i tropiske skove og vurdere klimaændringseffekter. Trædødeligheden i Amazonas har tilsyneladende været stigende siden det sidste årti, sandsynligvis på grund af større klimavariabilitet og tilbagemeldinger fra hurtigere vækst og dødelighed. Dette har effektivt forkortet træets livscyklus, " skriver forskerne i introduktionen til Videnskabelige rapporter artikel.

Tidligere forskning havde allerede peget på indflydelsen af ​​klimaændringer, især stigende temperaturer og tørre vejr, om trædødelighed i tropiske skove. En nylig undersøgelse, også ledet af brasilianske forskere, blev offentliggjort i december 2020 i Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ).

Fremtid

Ifølge Dal'Agnol, kortlægning af træer, der dør stående for at få flere data om skovdynamik, er den næste store udfordring. "Nogle træer dør, men falder ikke, forbliver oprejst som skeletlignende stammer, " sagde han. "Et næste skridt kunne være at forsøge at kortlægge disse stående døde træer for at få et mere omfattende billede af trædødeligheden."

I artiklen, Forskerne siger, at "de rumlige mønstre af dynamiske huller" kortlagt ved hjælp af LiDAR-data var "især i overensstemmelse med feltdødelighedsmønstre", men var 60 % lavere, sandsynligvis på grund af "overvejende påvisning af den brudte/forrykkede dødsmåde."

Dal'Agnols postdoktorale forskning, som han nu arbejder på med FAPESP's støtte, bruger en ny tilgang til analyse af luftbårne LiDAR-data til at kvantificere trædødelighed og estimere tab af biomasse i tropiske skove. Projektets hovedefterforsker er Luiz Eduardo Oliveira e Cruz de Aragão, der abonnerer på artiklen som sidste forfatter.