Avez-vous déjà admiré les arbres le long des routes de la ville ou debout dans les parcs ? En plus d'être beaux, les arbres urbains fournissent une gamme de services écosystémiques importants, tels que la séquestration du carbone. La séquestration du carbone par un arbre peut être calculé à partir de sa biomasse aérienne et peut éclairer la planification du développement de la ville. La mesure de la biomasse aérienne des arbres demande beaucoup de travail et, par rapport aux arbres forestiers, les arbres urbains poussent différemment (par exemple, plus rapidement, développent des cimes plus grandes), de sorte que les équations allométriques peuvent ne pas être entièrement précises pour faire des prédictions.

Dr Daniel Kükenbrink et ses collègues de cinq instituts suisses mesuré les arbres abattus dans huit villes par des méthodes traditionnelles et un balayage laser terrestre haute résolution (TLS). Les scientifiques ont reconstruit la structure 3D des arbres urbains et ont développé des modèles de structure quantitative (QSM) spécifiques aux espèces pour estimer la biomasse aérienne de 25 espèces d'arbres. Le Dr Daniel Kükenbrink a précédemment reconstruit à petite échelle et grande échelle forêts en 3D basées sur le balayage laser.

Les chercheurs ont scanné et mesuré de manière destructive 55 arbres abattus dans huit villes suisses appartenant à 25 espèces. Les arbres ont été scannés par un scanner laser terrestre (voir la vidéo) qui a produit un nuage de points composé de 45 millions de points. La hauteur de l'arbre, le diamètre du tronc, la largeur de la cime, le poids total de l'arbre, la densité de base du bois grossier et fin et la biomasse ont été déterminés de manière destructive. Kükenbrink et ses collègues ont comparé les métriques d'arbre dérivées des données de nuage de points et estimées avec les QSM, précédents équations allométriques et les mesures directes.

Source: canva

La biomasse aérienne (par exemple, la hauteur des arbres, les mesures de la cime) a été estimée avec précision à partir des lectures TLS, mais les troncs non circulaires, la croissance du tronc avec plusieurs tiges, la croissance du lierre et les branches plus petites ont posé certains problèmes. Par exemple, le lierre a conduit à une surestimation de 56% du diamètre du tronc. Les estimations du TLS étaient plus précises que les prédictions des équations allométriques par rapport aux mesures sur le terrain. Les mesures du volume total de bois grossier, du volume de la cime et du diamètre du tronc à des hauteurs inférieures présentaient la plus forte corrélation avec la biomasse aérienne.

Nuage de points (à gauche) et visualisation du modèle de structure quantitative (à droite) du marronnier d'Inde (Aesculus hippocastanum). La source: Kükenbrink et al., 2021

Cette étude a montré que la combinaison du balayage laser terrestre (TLS) avec la modélisation quantitative de la structure (QSM) peut fournir avec précision des mesures des arbres urbains et des estimations de la biomasse aérienne (AGB). Bien que les chercheurs reconnaissent que l'utilisation de TLS et le traitement des données restent un processus compliqué, les développements d'équipements et de logiciels aideront à rationaliser le processus à l'avenir. Comme le TLS ne peut pas pénétrer dans le feuillage, les estimations sont meilleures lorsque les feuilles sont déjà tombées des arbres. Pour l'instant, il offre une excellente opportunité de développer des équations allométriques fiables pour les arbres urbains.

"La surveillance des arbres urbains devient de plus en plus importante, en particulier avec l'augmentation des zones urbaines à l'esprit", ont écrit Kükenbrink et ses collègues.

"Pour cette raison, TLS a été ajouté au Amélioration de 2019 des Lignes directrices 2006 du GIEC pour les inventaires nationaux de gaz à effet de serre comme une nouvelle technologie prometteuse à inclure dans les inventaires nationaux de gaz à effet de serre.

En Suisse, on estime qu'environ 9.4 millions de tonnes de carbone sont stockées dans les arbres des agglomérations, mais la modélisation spécifique aux espèces pourrait fournir des estimations plus précises et aider les promoteurs urbains à utiliser les arbres urbains pour leurs fonctions d'atténuation du changement climatique.