Тропические леса мира хранят огромное количество углерода в своей биомассе и, таким образом, представляют собой важный поглотитель углерода. Однако текущие оценки количества углекислого газа, хранящегося в тропических лесах Амазонки, сильно различаются. Ученые из UFZ разработали подход, который использует последние спутниковые данные для получения гораздо более точных оценок количества биомассы в тропических лесах, чем в прошлом. Это позволяет получить более точную картину последствий засух и лесных пожаров для Амазонки.
Оценка лесной биомассы по спутниковым измерениям все еще остается сложной задачей, поскольку в настоящее время не существует прямого метода измерения. Современные спутники, оснащенные лазерными или радиолокационными приборами, теперь открывают новые возможности: они измеряют не только высоту лесов по всему миру, но и всю структуру этих лесов. Группа моделирования леса под руководством профессора доктора Андреаса Хута из UFZ теперь объединила измерения с лазерного спутника с моделью леса FORMIND, разработанной в UFZ; эта модель использует данные о климате и почве для моделирования динамики лесов и роста отдельных деревьев с разрешением до 20 метров. Таким образом было оценено более 700 000 таких наборов лазерных данных для тропических лесов Амазонки. Результат: важные характеристики леса, которые имеют решающее значение для представления картины лесного массива, в будущем можно будет оценить гораздо точнее. Эти характеристики леса включают надземную биомассу и скорость роста леса (т.е. валовую первичную продукцию). «В целом неопределенность, связанная с оценками параметров леса, снижается на 20-43 процента. Например, оценка надземной биомассы стала на 25 процентов точнее», - говорит Андреас Хут, один из авторов исследования. изучение. Это позволяет получить значительно более точную оценку количества углерода, запасенного в лесу. «Благодаря нашему подходу мы можем узнать больше об углеродном цикле - сколько его хранится в тропических лесах, высвобождается или снова поглощается каждый год», - добавляет доктор Рико Фишер, также автор этого исследования и участвующий в моделировании лесов. на УФЗ.
Команда UFZ также будет использовать новый подход для уточнения своих собственных исследований, которые включали только высоту леса на сегодняшний день, но не всю информацию о структуре леса, в своих оценках биомассы. В 2018 году им удалось смоделировать биомассу всех 410 миллиардов деревьев в регионе Амазонки за 2005 год, объединив лазерные данные со спутника ICESat с FORMIND. Согласно одному результату, полученному с помощью этого метода, в тропических лесах Амазонки хранится в общей сложности 76 миллиардов тонн углерода. «Это также позволило нам определить, какие районы региона Амазонки являются поглотителями или источниками углерода», - говорит Андреас Хут. В целом тропические леса по-прежнему являются поглотителем углерода, поглощая около 600 миллионов тонн углерода в год. Однако существуют и местные источники углерода, например, когда деревья погибают из-за засухи или уничтожаются пожаром.
Объединение спутниковых данных высокого разрешения с моделью FORMIND теперь открывает ряд новых возможностей для группы моделирования лесов в UFZ. Например, миссия GEDI (Global Ecosystem Dynamics Investigation), запущенная НАСА, с 2018 года использует новый тип лазерного прибора на Международной космической станции (МКС) для измерения глобального леса. Эти данные будут доступны в конце этого года. год. Это позволит исследователям UFZ каждые шесть месяцев делать заявления о том, как землепользование или глобальное потепление - если назвать всего два фактора - изменили количество биомассы, хранящейся в тропических лесах, и где расположены поглотители и источники углерода. Актуальные оценки последствий лесных пожаров, например, в районе Амазонки, также осуществимы. «Как только данные НАСА будут доступны, мы сможем проанализировать, сколько углекислого газа было выброшено пожарами в Амазонии», - говорит Рико Фишер.
Другое видение исследователей UFZ состоит в том, чтобы интегрировать данные, предоставленные другими спутниками, и смешать их с FORMIND. Это еще больше уменьшит неопределенности, содержащиеся в оценках. Исследователям также может быть полезна новая радиолокационная спутниковая миссия, предложенная и запланированная немецкими учеными, - миссия Тандем-Л. Одной из целей миссии является еженедельное измерение структуры лесов по всему миру с помощью двух радиолокационных спутников. Это позволило бы быстро выявлять изменения в лесах в краткосрочной перспективе, вызванные, например, обезлесением, лесными пожарами или засухой, и, таким образом, намного точнее количественно оценивать последствия землепользования и изменения климата. По словам Рико Фишера и Андреаса Хута, это станет еще одним большим шагом в экологических исследованиях.