En grupp forskare ledda av brasilianare har använt en innovativ modell för att kartlägga luckor i Amazonas regnskog och identifiera faktorer som bidrar till träddödlighet. Vatten stress, jordens bördighet, och antropisk skogsförstöring har störst inflytande på gapdynamiken i världens största och mest biologiska mångfald tropiska regnskog, enligt en artikel om studien publicerad i Vetenskapliga rapporter.

Skogsluckor är vanligast i områden med de högsta nivåerna av markens bördighet, möjligen för att överflöd av organiskt material driver snabbare trädtillväxt och kortare livscykler.

Den huvudsakliga metoden för datainsamling som användes i studien var LiDAR (light detection and rangeing), en fjärravkänningsmetod som använder pulsat laserljus. Täckningen utökas till avlägsna delar av den brasilianska Amazonas där fältarbete är mycket svårt och satellitbilder kan vara oprecisa, främst på grund av tunga moln.

Ett luftburet LiDAR-system sänder ut tusentals eller hundratusentals laserljuspulser, som studsar från jordens yta och återgår till systemet med ljusets hastighet, gör det möjligt att bestämma höjden på träd och andra föremål på basis av fördröjningen mellan emission och mottagning av pulserna. Upplösningen kan vara så hög som 1 meter, så LiDAR används för att kartlägga topografi och strukturen av vegetation, ofta i form av en 3D-skanning.

"De västra och sydöstra delarna av Amazonien hade flest luckor, närmast "avskogningens båge" vid jordbruksgränsen. Skogsdynamiken är upp till 35 % snabbare där än i mitten-öst och norr, med mer klyftor och träddödlighet, " Ricardo Dal'Agnol, första författare till artikeln, berättade för Agência FAPESP. Dal'Agnol är en miljöingenjör som arbetar som forskare vid Earth Observation &Geoinformatics Division vid Brasiliens National Space Research Institute (INPE).

I studien, som stöddes av FAPESP, forskarna använde en databas från mer än 600 flygningar över skogen som en del av INPEs Amazon Biomass Estimation Project (EBA), ledd av Jean Ometto, seniorforskare vid INPE och medförfattare till artikeln.

Syftet med EBA var att kvantifiera biomassa och kol i Amazonas och utforska dynamiken i vegetationen i regionen. Kartorna som tagits fram av INPE som en del av projektet kan användas för att formulera allmän policy, underlätta inventeringen av utsläpp, och uppskatta kolbalanser.

Kolbindning

Skogar, framför allt tropiska skogar, anses vara den största biologiska reservoaren av biomassa och kol på planeten. Träd behöver stora mängder CO ₂ att utvecklas och växa. Förändringar i skogarnas funktion och träddödlighet påverkar därför avsevärt mängden växthusgasutsläpp till atmosfären. De påverkar också direkt marknaden för koldioxidkrediter som för närvarande implementeras i flera länder efter reglering av Parisavtalet, en viktig global miljöpolitisk milstolpe.

Under 2019, växthusgasutsläppen i Brasilien ökade med 9,6 % jämfört med föregående år, till stor del på grund av avskogning i Amazonas. Det året, Brasilien pumpade 2,17 miljarder bruttoton koldioxidekvivalenter (tCO ₂ e) in i atmosfären, upp från 1,98 miljarder tCO ₂ e under 2018, vända den nedåtgående trenden från tidigare år, enligt en rapport från Brasiliens Emission and Removal Estimating System (SEEG) i Brasilien.

"Osäkerheterna som är förknippade med drivkrafter och mekanismer för träddödlighet, speciellt i mindre skalor ( < 1 ha), begränsa vår förmåga att noggrant mäta tropiska skogars kolbudgetar och bedöma effekterna av klimatförändringar. Träddödligheten i Amazonas har tydligen ökat sedan det senaste decenniet, troligen på grund av större klimatvariation och återkopplingar från snabbare tillväxt och dödlighet. Detta har effektivt förkortat trädens livscykler, " skriver forskarna i inledningen till Vetenskapliga rapporter artikel.

Tidigare forskning hade redan pekat på klimatförändringarnas inverkan, särskilt stigande temperaturer och torrare väder, om träddödlighet i tropiska skogar. En ny studie, också ledd av brasilianska forskare, publicerades i december 2020 i Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ).

Framtida

Enligt Dal'Agnol, att kartlägga träd som dör stående för att få mer data om skogens dynamik är nästa stora utmaning. "Vissa träd dör men faller inte, förblir upprätt som skelettliknande stammar, "Nästa steg kan vara att försöka kartlägga dessa stående döda träd för att få en mer heltäckande bild av träddödligheten."

I artikeln, forskarna säger att "de rumsliga mönstren för dynamiska luckor" kartlade med hjälp av LiDAR-data var "särskilt överensstämmande med fältdödlighetsmönster" men var 60 % lägre, troligen på grund av "övervägande upptäckt av det trasiga/uppryckta dödssättet."

Dal'Agnols postdoktorala forskning, som han nu arbetar med med FAPESP:s stöd, använder en ny metod för analys av luftburna LiDAR-data för att kvantifiera träddödlighet och uppskatta biomassaförlust i tropiska skogar. Huvudutredaren för projektet är Luiz Eduardo Oliveira e Cruz de Aragão, som prenumererar på artikeln som sista författare.