Les forêts sont connues comme les "poumons de la Terre", couvrant environ 31% de la superficie terrestre mondiale. Ils fournissent des habitats uniques, des moyens de subsistance pour les populations et des possibilités d'atténuation du changement climatique. Les forêts sont connues pour être des puits de carbone car elles « absorbent » le dioxyde de carbone et d'autres gaz à effet de serre. Mais comment quantifier la quantité de carbone séquestrée et stockée dans les forêts ? Essentiellement, cela dépend de la taille de l'arbre.
Doctorant Homme Hu et des collègues de l'Université d'Helsinki et de l'Institut des ressources naturelles de Finlande combinaison de balayage laser terrestre (TLS) et de modèles de structure arborescente pour estimer de manière fiable la biomasse des branches de pins sylvestres (Pinus sylvestre) en Finlande. Les chercheurs ont développé un nouveau modèle mathématique qui extrait avec succès la biomasse des branches individuelles à partir de l'imagerie TLS.
Imaginez comment vous mesureriez à la main toute la biomasse aérienne d'un pin. Couper chaque branche, mesurer la longueur et le poids prendrait beaucoup de temps. Bien que les techniques de numérisation puissent économiser du temps et de la main-d'œuvre, elles sont complexes en termes de calcul et peu fiables pour les caractéristiques plus délicates, telles que les mesures de branches individuelles. La dernière étude surmonte bon nombre de ces problèmes.
Hu et ses collègues ont utilisé deux ensembles de données pour mesurer la biomasse des pins sylvestres en Finlande. D'abord, ils arbres scannés avec LiDAR et les a abattus dans le Forêt expérimentale de Lapinjärvi. L'analyse a produit un nuage de points 3D d'arbres individuels et a utilisé des modèles antérieurs basés sur TLS (par exemple TreeQSM) pour calculer le volume et la structure des arbres. La technique TLS est coûteuse et les données peuvent être bruyantes dans une forêt lorsque les arbres se chevauchent.
Ensuite, les chercheurs ont mesuré de manière destructive les arbres abattus. Ces mesures, ainsi que certaines mesures précédentes, ont été utilisés pour créer un modèle qui améliore la précision des données dérivées de TLS. Les auteurs ont utilisé près de 14,000 122 branches de XNUMX pins sylvestres pour l'analyse.
Les chercheurs ont découvert que leur nouveau modèle est plus précis pour estimer la biomasse des branches que les quatre modèles précédents en raison de son approche. Par exemple, le logiciel TreeQSM largement utilisé tente de reconstruire les branches sous forme de cylindres, mais cette procédure nécessite de nombreux points de données de haute qualité dans l'image numérisée. La nouvelle méthode repose sur la théorie du modèle de tuyau (PMT) qui repose sur les changements proportionnels de la surface terrière des branches et de la section transversale de la tige.
"Dans cette étude, nous présentons une nouvelle méthode qui non seulement estime précisément la biomasse des branches, mais offre également la possibilité d'estimer les attributs des branches individuelles à l'aide des données TLS", ont écrit Hu et ses collègues.
La tranche d'âge des arbres mesurés variait de 22 à 113 ans, ce qui pourrait avoir influencé la précision du modèle. Bien que le modèle ne soit pas parfait par rapport aux mesures manuelles, il s'agit d'une amélioration significative.
"Les bonnes performances des pins sylvestres montrent le grand potentiel d'extension de la méthode à plus d'espèces et à de plus grandes surfaces."
Alors que la protection et la restauration des forêts sont à la pointe du ralentissement du changement climatique mondial, quantifier la biomasse aérienne des forêts est un défi. L'âge et la composition d'une forêt auront tous un impact sur la taille de son puits de carbone. La dernière étude montre comment les scientifiques améliorent les dernières technologies pour fournir des estimations fiables de branches individuelles à des arbres entiers qui pourraient être étendues à des forêts entières.
