Глаза над лесом: технология LiDAR улучшает оценку лесов с помощью лазерных лучей

Леса — важнейшие поглотители углерода, обеспечивающие множество экосистемных услуг. Точная оценка биомассы лесов критически важна для понимания запасов углерода и устойчивого управления лесами, однако традиционные наземные обследования трудоемки и сложны на удаленных или сложных территориях.

Исследователи из Киотского университета использовали доступную технологию LiDAR (Light Detection and Ranging), установленную на дроны, для проведения масштабного обследования лесов Японии. LiDAR испускает сотни тысяч лазерных лучей в секунду, получая трехмерную информацию об объектах.

Команда измерила структуру крон 4 326 деревьев яруса полога, представляющих 149 видов, на 23 лесных пробных площадках по всей стране — от суббореальных лесов Хоккайдо до субтропических лесов Окинавы. Данные с дронов были интегрированы с детальными наземными измерениями для разработки видовых уравнений оценки биомассы на основе структурных признаков кроны.

"Насколько нам известно, это наиболее комплексное на сегодняшний день исследование по оценке биомассы для такого большого количества видов деревьев с использованием данных с дронов", — говорит первый автор Кио Кио Хту.

Анализ показал, что модель, использующая только высоту дерева и площадь кроны, объясняет 72% вариации биомассы. При включении функциональных типов (хвойные, листопадные широколиственные, вечнозеленые широколиственные) объясняющая способность возросла до 79%, а при учете видовой информации — до 83%.

"Хотя дроны не могут напрямую фиксировать деревья подлеска, наше исследование показало, что деревья полога составляют в среднем около 75% от общей биомассы леса в различных типах леса", — говорит руководитель группы Юсукэ Оно́да.

Этот подход обеспечивает более точную оценку биомассы в видово-богатых естественных лесах, предлагая повторяемый, масштабируемый и основанный на данных инструмент для долгосрочного мониторинга. Он также имеет потенциал для повышения точности углеродных кредитов и мониторинга биоразнообразия.

Исследование опубликовано в Journal of Forest Research.