«Более того, саванны играют важную роль в глобальном углеродном цикле и, следовательно, влияют на климатические циклы планеты», — говорит Виктор Одипо из Университета Фридриха Шиллера в Йене (Германия). Способность саванн накапливать углекислый газ, вызывающий парниковый эффект, в конечном итоге определяется количеством надземной древесной биомассы, добавляет Одипо, докторант из отдела дистанционного зондирования Института географии. Однако до сих пор было трудно измерить этот важный показатель, поскольку современные климатические модели основываются на приблизительных оценках углерода. Тем не менее, группе географов из университетов Йены и Оксфорда, а также из Федерального института геонаук и природных ресурсов Германии теперь удалось разработать методологию, которая позволяет им измерять наземную биомассу саванн и регистрировать даже незначительные изменения в экосистема.
Они представили свои результаты в специализированном журнале Forests (DOI: 10.3390 / f7120294).Трехмерная модель ландшафтаИсследователи из Йенского университета используют как данные радара, записанные со спутников, так и данные лазерного сканирования, собранные с земли. «Радиолокационные данные могут регистрировать биомассу на больших географических территориях, учитывая их охват, но они не дают достаточной информации о структуре растительности в локальных масштабах», — объясняет Виктор Одипо.
Типичной для саванны является ее лоскутная структура: смесь травы и кустарников с деревьями разной высоты, стоящими отдельно или отдельными участками. Чтобы подробно описать эту структуру и иметь возможность преобразовать ее в биомассу, спутниковые данные дополняются наземными измерениями. Для этого используется наземный лазерный сканер (TLS), который сканирует окрестности лазерным лучом в радиусе нескольких сотен метров. «Это дает нам комплексную трехмерную цифровую модель ландшафта, которая позволяет точно анализировать структуру растительности», — говорит Юсси Бааде, доцент кафедры физической географии Йенского университета.
После исчерпывающих первоначальных испытаний в лесу Штадтродер и на склонах долины Заале недалеко от Йены исследователи применили свою методику к саванне национального парка Крюгера в Южной Африке. На территории площадью около девяти квадратных километров, по которой доступны радиолокационные спутниковые данные, они собрали данные лазерного сканирования с более чем 40 участков и интегрировали эти данные в модель для расчета биомассы. «Данные лазерного сканирования, собранные в выбранных точках, действительно дают значительно более точные результаты, чем спутниковый радар», — отмечает Кристиан Бергер, соавтор исследования и руководитель исследовательского проекта, на котором основана докторская диссертация Виктора Одипо. «Но сам по себе и из-за меньшего охвата по сравнению с данными с воздуха, этот метод не подходит для исследования больших территорий». Однако, как показывает это исследование, сочетание этих двух методов позволяет оценить биомассу в диапазоне от 2,9 тонны на гектар на участках с травами и кустарниками до 101,6 тонны на га на участках с деревьями.Мониторинг изменений в экосистеме
Эти результаты нельзя использовать для создания новых моделей климата. «Нам также нужны надежные данные для отслеживания изменений в экосистеме саванны», — говорит Виктор Одипо. Он указывает на удивительную случайную находку: измерения исследователей показали, что биомасса значительной части исследуемой территории в национальном парке Крюгера уменьшается из года в год. «Мы этого не ожидали, — говорит Одипо, — учитывая, что это природный заповедник». Однако оказалось, что эти изменения — в отличие от тех, что произошли в большинстве незащищенных территорий — были в первую очередь результатом не деятельности человека, а, скорее, работы слонов, которые повалили большое количество деревьев.Это исследование было поддержано Немецкой службой академических обменов (DAAD), Немецким исследовательским фондом (DFG) и Федеральным министерством образования и исследований (BMBF).
Наземный лазерный сканер был приобретен на средства EFRD из Свободного государства Тюрингия.