Lasertechnologie is voor het eerst gebruikt om het volume en de biomassa van gigantische Californische sequoia's te meten, registreert een nieuwe studie door UCL-onderzoekers.

De techniek, gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten , biedt ongekende inzichten in de 3D-structuur van bomen, wetenschappers helpen in te schatten hoeveel koolstof ze absorberen en hoe ze zouden kunnen reageren op klimaatverandering.

Professor Mat Disney (UCL Geografie), hoofdauteur van het onderzoek, zei:"Grote bomen zijn onevenredig belangrijk in termen van hun bovengrondse biomassa (AGB) en koolstofopslag, evenals hun bredere impact op de ecosysteemstructuur. Ze zijn ook erg moeilijk te meten en zijn daarom vaak ondervertegenwoordigd in metingen en modellen van AGB.

"We tonen de eerste gedetailleerde 3-D terrestrische laserscanning (TLS)-schattingen van het volume en de AGB van grote kustsequoia's (Sequoia sempervirens) van drie locaties in Noord-Californië, die enkele van de hoogste biomassa-ecosystemen op aarde vertegenwoordigen."

Het onderzoek draagt ​​bij aan een aspect van klimaatveranderingsonderzoek met toenemende focus.

Professor Disney voegt toe:"Grote vragen binnen de klimaatwetenschap als reactie op stijgende CO2-niveaus zijn of en waar meer bomen moeten worden geplant en hoe bestaande bossen het beste kunnen worden behouden. Om deze vragen te beantwoorden, wetenschappers moeten eerst begrijpen hoeveel koolstof er is opgeslagen in verschillende boomsoorten."

Het schatten van de grootte en massa van zeer grote bomen is een uiterst moeilijke taak. Eerder, bomen konden alleen worden gewogen door ze te kappen of door andere indirecte methoden te gebruiken, zoals teledetectie of het opschalen van handmatige metingen van de stamdiameter, die beide potentieel grote foutenmarges hebben.

Samenwerken met collega's bij NASA, en met steun van het NASA Carbon Monitoring System-programma, de onderzoekers gebruikten lasermetingen op de grond om gedetailleerde 3D-kaarten van de sequoia's te maken. NASA's nieuwe ruimtelasermissie, GEDI, brengt boskoolstof in kaart vanuit de ruimte, en het GEDI-team gebruiken het werk van professor Disney om de modellen die ze hiervoor gebruiken te testen en te verbeteren.

De gescande bomen omvatten de 88 meter hoge kolonel Armstrong-boom, met een diameter op borsthoogte van 3,39 m, waarvan ze schatten dat het ongeveer 110 ton weegt, het equivalent van bijna 10 dubbeldekkerbussen.

De onderzoekers vergeleken de TLS-schattingen met andere methoden en ontdekten dat hun schattingen correleerden met die van 3D crown mapping, een techniek ontwikkeld door de Amerikaanse botanicus Stephen C. Sillett, waarbij deskundige klimmers gigantische sequoia's beklimmen om handmatig fijne details over hun hoogte en massa vast te leggen.

Het team van professor Disney ontdekte dat hun AGB-schattingen overeenkwamen met binnen 2% van de records van crown mapping. Cruciaal, ze ontdekten ook dat beide 3D-methoden aantonen dat deze grote bomen meer dan 30% zwaarder zijn dan de huidige schattingen van meer indirecte methoden.

De onderzoekers bevelen aan dat lasertechnologie en 3D-kroonmapping kunnen worden gebruikt om complementaire, onafhankelijke 3D-metingen.

Universitair docent Laura Duncanson (NASA Earth Sciences &University of Maryland), laatste auteur van de studie en lid van het NASA GEDI-wetenschappelijk team, zei:"Het schatten van de biomassa van grote bomen is van cruciaal belang om hun belang voor de koolstofcyclus te kwantificeren, vooral in de meest koolstofrijke bossen op aarde. Deze opwindende proof-of-concept-studie toont het potentieel aan voor het gebruik van deze nieuwe technologie op gigantische bomen - onze volgende stap zal zijn om deze toepassing uit te breiden naar een wereldwijde schaal in de hoop de GEDI's biomassaschattingen in koolstofrijke bossen over de hele wereld te verbeteren."