Wetenschap
Verbetering van landoppervlakmodellen om vegetatiegradiënten in heuvelachtig terrein te visualiseren
Landoppervlakmodellen zijn een onmisbaar hulpmiddel voor milieuwetenschappers om de natuurlijke kenmerken van onze wereld in kaart te brengen, vooral wanneer ze de effecten van klimaatverandering monitoren of inspanningen voor natuurbehoud beoordelen.
Grootschalige modellen die enorme regio's zoals continenten bestrijken, maken echter vaak gebruik van rastergroottes die niet voldoende de variatie weergeven die binnen elk kader kan bestaan. Dit kan vooral een groot probleem zijn in heuvelachtig terrein, waar de hoogte, de temperatuur en het watergehalte heel verschillend kunnen zijn, zelfs binnen één kaartpixel.
Dat blijkt uit een onderzoek dat onlangs is gepubliceerd in het tijdschrift Water Resources Research , demonstreerden onderzoekers van het Institute of Industrial Science van de Universiteit van Tokio een nieuwe methode voor het visualiseren van vegetatiegradiënten in heuvelachtig terrein.
Ten eerste hebben de onderzoekers pixels samengevoegd tot grotere hydrologische eenheden om de heuvelhelling weer te geven. Vervolgens hebben ze de gegevens gediscretiseerd in verticale hoogtebanden om het profiel van de helling te schatten. Hierdoor kon het dominante type landbedekking in elke hoogteband worden bepaald en konden vervolgens gebieden worden geïdentificeerd waar het vegetatiepatroon wordt beïnvloed door hellingen.
"Het verschil in vocht tussen heuvels en valleien als gevolg van een hellend terrein kan een unieke dynamiek en vegetatiepatronen creëren. In feite kan een hoogteverschil van slechts een paar meter leiden tot dramatische veranderingen in de lokale flora", zegt hoofdauteur van het onderzoek, Shuping. Li, legt uit. De onderzoekers noemden dit fenomeen 'vegetatie door heuvels'.
De omvang van de door heuvels aangetaste vegetatie was voorheen niet bekend, en zelfs niet of deze over de hele wereld in verschillende klimaten kon worden geïdentificeerd. Uit de nieuwe analyse van topografie- en vegetatiegegevens met hoge resolutie is gebleken dat dit feitelijk een veel voorkomend mondiaal fenomeen is.
Regio's waarvan is vastgesteld dat ze door heuvels aangetaste vegetatie vertonen, zijn wijd verspreid over de hele wereld in een verscheidenheid aan klimaatzones. Enkele voorbeelden die onlangs in het onderzoek zijn ontdekt, bevinden zich in het noordoosten van Rusland en de Hoorn van Afrika.
Dit toont aan dat de impact van de waterdynamiek van hellend terrein op vegetatiepatronen zelfs in droge, noordelijke en semi-aride gebieden kan optreden.
De onderzoekers toonden ook aan dat het simpelweg berekenen van de effecten van hoogte, zoals bij de ‘boomgrens’ op een berg waarboven geen bomen groeien, niet voldoende is.
"We laten zien dat alleen het in aanmerking nemen van de impact van hoogte – die grotendeels te wijten is aan temperatuurveranderingen – niet voldoende is om de heterogeniteit van de vegetatie te verklaren. De waterdynamiek op hellende landschappen kan niet als een belangrijke factor worden genegeerd", zegt senior auteur. Dai Yamazaki.
De onderzoekers zijn van mening dat hun methode kan worden toegepast op gegevens over de hele wereld om ons begrip van het effect van hoogteverschillen op het plantenleven te verbeteren, wat een aanzienlijke bijdrage kan leveren aan de inspanningen voor klimaatmodellen om meer gedetailleerde informatie over klimaatverandering te verschaffen.