Laserteknik har använts för att mäta volym och biomassa för gigantiska kaliforniska lövträd för första gången, registrerar en ny studie av UCL -forskare.

Tekniken, publicerad i Vetenskapliga rapporter , erbjuder oöverträffad inblick i trädens 3D-struktur, hjälpa forskare att uppskatta hur mycket kol de absorberar och hur de kan reagera på klimatförändringar.

Professor Mat Disney (UCL Geography), huvudförfattare till studien, sade:"Stora träd är oproportionerligt viktiga när det gäller deras biomassa över marken (AGB) och kollagring, liksom deras bredare inverkan på ekosystemstrukturen. De är också mycket svåra att mäta och tenderar därför att vara underrepresenterade i mått och modeller av AGB.

"Vi visar de första detaljerade 3-D terrestriska laserscanning (TLS) uppskattningarna av volymen och AGB av stora kustträdträd (Sequoia sempervirens) från tre platser i norra Kalifornien, representerar några av de högsta biomassans ekosystem på jorden. "

Forskningen bidrar till en aspekt av klimatförändringsforskningen med ökande fokus.

Professor Disney tillägger:"Stora frågor inom klimatvetenskap som svar på stigande CO2 -nivåer är om och var fler träd bör planteras och hur man bäst bevarar befintliga skogar. För att svara på dessa frågor, forskare måste först förstå hur mycket kol som lagras i olika trädslag. "

Att uppskatta storleken och massan på mycket stora träd är en extremt svår uppgift. Tidigare, träd kunde bara vägas genom att klippa ner dem eller genom att använda andra indirekta metoder som fjärranalys eller skalning från manuella mätningar av stamdiameter, som båda har potentiellt stora felmarginaler.

Arbetar med kollegor på NASA, och med stöd från programmet NASA Carbon Monitoring System, forskarna använde markbaserade lasermätningar för att skapa detaljerade 3D-kartor över lövskogen. NASA:s nya rymdlasermission, GEDI, kartlägger skogskol från rymden, och GEDI -teamet använder professor Disneys arbete för att testa och förbättra modellerna de använder för att göra detta.

De skannade träden inkluderar det 88 meter höga överste Armstrong-trädet, med en brösthöjd på 3,39 m, som de uppskattar väger cirka 110 ton, motsvarande nästan 10 dubbeldäckare.

Forskarna jämförde TLS-uppskattningarna med andra metoder och fann att deras uppskattningar korrelerade med de för 3D-krona kartläggning, en teknik som var banbrytande av den amerikanska botanisten Stephen C. Sillett som involverar expertklättrare som skalar gigantiska lövträd för att manuellt registrera fina detaljer om deras höjd och massa.

Professor Disneys team fann att deras AGB -uppskattningar godkände inom 2% av posterna från kronkartläggning. Avgörande, de fann också att båda dessa 3D-metoder visar att dessa stora träd är mer än 30% tyngre än nuvarande uppskattningar från mer indirekta metoder.

Forskarna rekommenderar att laserteknik och 3-D krona kartläggning kan användas för att ge kompletterande, oberoende 3D-åtgärder.

Biträdande professor Laura Duncanson (NASA Earth Sciences &University of Maryland), sista författaren i studien och medlem i NASA GEDI -vetenskapsteamet, sade:"Att uppskatta biomassa för stora träd är avgörande för att kvantifiera deras betydelse för koldioxidcykeln, särskilt i jordens mest kolrika skogar. Detta spännande bevis på konceptstudie visar potentialen för att använda denna nya teknik på gigantiska träd - vårt nästa steg blir att utvidga denna applikation till en global skala i hopp om att förbättra GEDI:s biomassestimat i koltäta skogar runt om i världen. "