Savannes vormen een van de grootste habitats ter wereld, die ongeveer een vijfde van het landoppervlak van de aarde beslaat. Ze komen vooral voor in sub-Sahara Afrika. Savannes zijn niet alleen de thuisbasis van unieke dieren in het wild, waaronder de 'Big Five' – de Afrikaanse olifant, neushoorn, Kaapse buffel, luipaard en leeuw – maar ook voor duizenden endemische plantensoorten zoals de baobab, of apenbroodboom.

"Bovendien, de savannes spelen een belangrijke rol in de wereldwijde koolstofcyclus en beïnvloeden daarom de klimaatcycli van de planeet, " zegt Victor Odipo van de Friedrich Schiller Universiteit, Jena (Duitsland). Het vermogen van de savannes om het broeikasgas koolstofdioxide op te slaan wordt uiteindelijk bepaald door de hoeveelheid bovengrondse houtige biomassa, voegt Odipo toe, een promovendus bij de sectie Remote Sensing van het Instituut voor Geografie. Tot dusver, Hoewel, het was moeilijk om deze belangrijke indicator te meten, met de huidige klimaatmodellen die vertrouwen op ruwe koolstofschattingen. Echter, een team van geografen van de universiteiten van Jena en Oxford, en van het Duitse Federale Instituut voor Geowetenschappen en Natuurlijke Hulpbronnen, is er nu in geslaagd een methodologie te ontwikkelen waarmee ze de bovengrondse biomassa van de savannes kunnen meten en zelfs kleine veranderingen in het ecosysteem kunnen vastleggen. Zij hebben hun resultaten gepresenteerd in het vakblad 'Forests' (DOI:10.3390/f7120294).

Driedimensionaal model van het landschap

De onderzoekers van de Universiteit van Jena gebruiken zowel radargegevens die zijn vastgelegd door satellieten als laserscangegevens die vanaf de grond zijn verzameld. "Radargegevens kunnen de biomassa over grotere geografische gebieden registreren, gezien de dekking, maar het geeft onvoldoende informatie over de structuur van de vegetatie op gelokaliseerde schalen, " legt Victor Odipo uit. Typerend voor de savanne is de patchwork-achtige structuur:een mengsel van gras en struiken met bomen van zeer verschillende hoogtes, hetzij alleenstaand of in patches. Om deze structuur gedetailleerd vast te leggen en om te kunnen zetten in biomassa, de satellietgegevens worden aangevuld met metingen op de grond. Voor dit doeleinde, een terrestrische laserscanner (TLS) wordt gebruikt, die zijn omgeving scant met een laserstraal binnen een straal van enkele honderden meters. "Dit biedt ons een uitgebreid driedimensionaal digitaal model van het landschap, die een nauwkeurige analyse van de vegetatiestructuur mogelijk maakt, " zegt Jussi Baade, universitair hoofddocent Fysische Geografie aan de Universiteit van Jena.

Na uitvoerige eerste tests in het Stadtrodaer Woud en de hellingen van de Saale-vallei bij Jena, de onderzoekers hebben hun methodologie nu toegepast op de savanne van het Kruger National Park in Zuid-Afrika. In een gebied van zo'n negen vierkante kilometer waarvoor radarsatellietgegevens beschikbaar zijn, ze verzamelden laserscangegevens van meer dan 40 plots, en integreerde deze gegevens in een model voor het berekenen van de biomassa. "De laserscangegevens die op geselecteerde punten zijn verzameld, geven aanzienlijk nauwkeurigere resultaten dan de satellietradar, " merkt Christian Berger op, co-auteur van de studie en hoofd van het onderzoeksproject waarop Victor Odipo's proefschrift is gebaseerd. "Maar op eigen kracht en vanwege een kleinere dekking in vergelijking met gegevens in de lucht, deze methode is niet geschikt om grote gebieden te onderzoeken." Zoals uit dit onderzoek blijkt, echter, Door de twee methoden te combineren, kan de biomassa worden geschat met een bereik van 2,9 ton per hectare in gebieden met gras en struiken tot 101,6 ton per hectare in gebieden met bomen.

Veranderingen in het ecosysteem monitoren

Deze resultaten kunnen niet worden gebruikt om nieuwe klimaatmodellen te maken. "We hebben ook betrouwbare gegevens nodig om veranderingen in het savanne-ecosysteem te volgen, ", zegt Victor Odipo. Hij wijst op een verrassende bijkomstige vondst:uit metingen van de onderzoekers bleek dat de biomassa van een substantieel deel van het studiegebied in het Kruger National Park van jaar tot jaar afneemt. "Dat hadden we niet verwacht, " zegt Odipo, "aangezien dit een natuurgebied is." Het bleek, echter, dat deze veranderingen – in tegenstelling tot die in de meeste onbeschermde gebieden – niet in de eerste plaats het gevolg waren van menselijke activiteit, maar eerder het werk van olifanten, waardoor een groot aantal bomen wordt gekapt.

Deze studie werd ondersteund door de Duitse Academische Uitwisselingsdienst (DAAD), de Duitse Onderzoeksstichting (DFG), en het federale ministerie van Onderwijs en Onderzoek (BMBF). De terrestrische laserscanner is verkregen met behulp van EFRD-fondsen uit de Vrijstaat Thüringen.