Глаза над деревьями: технология LiDAR улучшает оценку состояния лесов с помощью лазерных лучей

от

Леса приносили пользу человечеству задолго до того, как были открыты полезные для здоровья свойства лесных прогулок. Они являются крупными поглотителями углерода и предоставляют широкий спектр экосистемных услуг, включая древесные и недревесные лесные продукты, возможности для отдыха и регулирования климата.

Точная оценка лесной биомассы необходима для понимания накопления углерода и поддержки устойчивого управления лесами, но леса — это обширные трёхмерные структуры, поэтому их изучение затруднено. До недавнего времени даже измерение высоты одного дерева было сложной задачей, не говоря уже о понимании размера его кроны. Традиционные наземные исследования деревьев трудоёмки и зачастую сложны для проведения в удалённых или пересечённых местах, что ограничивает их использование в крупномасштабных оценках. Это также ограничивало возможности исследователей по разработке точных формул оценки биомассы.

Однако новые технологии, основанные на использовании дронов, такие как LiDAR (обнаружение света и определение дальности), становятся всё более доступными для исследователей и позволяют более эффективно измерять структуры деревьев и лесную биомассу. LiDAR излучает сотни тысяч и миллионы лазерных лучей в секунду и получает трёхмерную информацию об объектах, которые сканирует.

Команда исследователей из Киотского университета воспользовалась LiDAR для проведения крупномасштабного обследования лесов Японии. Они измерили структуру кроны 4 326 деревьев, представляющих 149 видов деревьев на 23 участках лесного учёта по всей стране: от суббореальных лесов на Хоккайдо до субтропических на Окинаве. Затем команда объединила данные, полученные с помощью дронов, с подробными наземными измерениями и разработала уравнения для конкретных видов, позволяющие оценить биомассу деревьев на основе структурных характеристик кроны. Работа опубликована в Journal of Forest Research.

«Насколько нам известно, это наиболее полное на сегодняшний день исследование по оценке биомассы для такого большого числа видов деревьев с использованием данных, полученных с помощью дронов», — говорит первый автор Кьяу Кьяу Хту.

Анализ показал, что модель, использующая только высоту дерева и площадь кроны, может объяснить 72% вариации биомассы. При включении функциональных типов, таких как хвойные, лиственные широколиственные и вечнозелёные широколиственные, объяснительная способность увеличилась до 79%, а при включении информации на уровне видов — до 83%.

«Хотя дроны не могут напрямую фиксировать подлесок, наше исследование показало, что деревья полога составляют в среднем около 75% от общей лесной биомассы в различных типах лесов», — говорит руководитель группы Юсуке Онода. «Эти результаты обеспечивают основу для оценки общей лесной биомассы, включая подлесок».

Такой подход позволяет более точно оценивать биомассу в богатых видами естественных лесах, предоставляя воспроизводимый, масштабируемый и основанный на данных инструмент для долгосрочного мониторинга и оценки лесов. Это также может улучшить точность учёта углерода и мониторинга биоразнообразия.

«Используя эти инструменты, мы стремимся повысить эффективность оценки лесных ресурсов и надеемся внести свой вклад не только в научный прогресс, но и в сохранение биоразнообразия и продвижение устойчивого лесоводства», — говорит Хту.

Предоставлено Киотским университетом.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте