Nowa technika umożliwia badanie nadziemnej biomasy tropikalnych lasów deszczowych
Brazylijska naukowiec, pracująca wspólnie z zespołem badawczym na Uniwersytecie w Leicester w Zjednoczonym Królestwie, opracowała sposób łączenia danych satelitarnych z informacjami o rzeźbie terenu, aby poszerzyć naszą wiedzę na temat struktury i florystyki lasu deszczowego Amazonii. W ramach projektu MF RADAR Polyanna da Conceição Bispo, stypendystka działań „Marie Skłodowska-Curie”, zastosowała tę metodę do mapowania i obliczeń różnych zmiennych struktury i składu gatunkowego lasu Tapajós National Forest w północnej Brazylii. Te nowe informacje zwiększają dokładność oszacowanych zmiennych, które wcześniej były trudne do mapowania. Dlatego też na pewno przydadzą się również innym naukowcom badającym obieg węgla w przyrodzie na obszarach tropikalnych. „Amazonia może być postrzegana jako płuca świata, ponieważ wytwarza dużo tlenu i jest bardzo ważna dla globalnego obiegu wody”, zauważa koordynator projektu Heiko Balzter, profesor geografii fizycznej na Uniwersytecie w Leicester, „ale mimo że jest mapowana już od długiego czasu, wciąż nie wiemy, ile biomasy znajduje się w warstwie drzew, a zatem nie mamy pojęcia, jaka ilość węgla jest w nich przechowywana”. Integrowanie jest innowacyjne Projekt MF-RADAR łączy geomorfometrię, czyli naukę o ilościowej analizie powierzchni terenu, z technikami teledetekcji satelitarnej, na których bazuje radar z aperturą syntetyczną (SAR). Odbywa się to w sposób zintegrowany, co jest wysoce innowacyjnym rozwiązaniem. Aby stworzyć to rozwiązanie, dr Bispo intensywnie pracowała nad przetwarzaniem obrazów z urządzeń SAR i Lidar (Light Detection and Ranging), a także nad integracją zbiorów danych dotyczących amazońskiego lasu deszczowego, pochodzących z radaru wieloczęstotliwościowego obsługującego pasma X, C i L. Jej dwuletnie stypendium obejmowało kierowanie badaniami terenowymi w Tapajós oraz delegacje w Europejskiej Agencji Kosmicznej, Niemieckim Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (DLR) i na Uniwersytecie w Oxfordzie. W tym czasie udało jej się stworzyć sieć wymiany wiedzy, z której do dziś korzysta ponad 25 badaczy z centrum badań nad krajobrazem i klimatem (CLCR) Uniwersytetu w Leicester. Jej osiągnięcia obejmują między innymi badanie, do jakiego stopnia właściwości lasu - szczególnie obfitość, różnorodność i biomasa nadziemna - są kształtowane przez czynniki przestrzenne lub środowiskowe, w tym przypadku reprezentowane przez geomorfometrię. Biomasa i topografia „Odkryliśmy, że nawet w obszarach o niezbyt zróżnicowanym ukształtowaniu terenu 27% rozkładu biomasy nadziemnej w lasach tropikalnych można wytłumaczyć czynnikami geomorfometrycznymi, a 15% czynnikami przestrzennymi i geomorfometrycznymi łącznie, a zatem topografia w znacznym procencie pozwala wyjaśnić jej rozmieszczenie. Lasy tropikalne są bardzo złożone, a inne czynniki, takie jak gleba, opady czy temperatura, mogą odgrywać ważną rolę dla struktury lasu i rozmieszczenia roślinności”, powiedziała badaczka, dodając przy okazji, że był to pierwszy raz, kiedy naukowiec zastosował tę zintegrowaną metodę do eksploracji powyższych zmiennych. Integracja geomorfometrii z wieloczęstotliwościowymi danymi SAR pozwoliła dr Bispo rzucić nowe światło na rozkład poszczególnych cech struktury lasu, w tym powierzchni przekroju poprzecznego, średnicy pierśnicy drzew i biomasy nadziemnej, a także składu gatunkowego lasu. Zespół projektu MF-RADAR opublikował szereg „artykułów na temat niektórych z naszych ustaleń dotyczących związku między topografią a florystyką - dziedziną zajmującą się ustalaniem, gdzie dokładnie znajduje się dany gatunek/grupa roślin, a także związku między obfitością, różnorodnością i składem gatunkowym lasu a jego topografią”, dodaje dr Bispo. Dr Bispo wierzy, że pomyślne testy i walidacja tego zintegrowanego podejścia otworzy przed naukowcami wiele nowych możliwości badawczych. „Myślę, że integracja wieloczęstotliwościowa z pewnością będzie dalej wykorzystywana, zwłaszcza że planowane jest dalsze gromadzenie danych i nowe misje, takie jak TanDEM-L i BIOMASS SAR, które pozwolą nam uzyskać informacje z biomasy”, podsumowuje.
Słowa kluczowe
MF-RADAR, mapowanie, Amazonka, las deszczowy, geomorfometria, SAR, teledetekcja, ekologia, biomasa, struktura lasu, florystyka
