森林は、地球の気候を安定させる上で重要です。森林は、土地の炭素のほぼ半分を保持し、人間の炭素排出量の 3 分の 1 を相殺します。樹木は地球の表面の 40 億ヘクタールを覆っていますが、これらの植物を伐採せずに詳細に測定することは依然として信じられないほど難しいため、次の 1 世紀にわたって樹木を保存および管理する能力には限界があります。
ジャーナル Forest Ecology and Management に掲載された「Assessing terrestrial laser scanning for development non-destructive biomass allometry」というタイトルの最近の研究では、 、森林に貯蔵されている炭素の世界的な推定値を改善する、驚くほど詳細に森林を測定する新しい非破壊的な方法を提示します.
木の炭素量を測る
樹木の重さは、それが保持する炭素の量に正比例します。樹木の乾燥質量またはバイオマスの約半分は炭素です。そのため、正確な樹木の重さは、森林の炭素を推定するために重要です。基本的に、樹木がどれだけの炭素を保持しているかを測定する最も簡単な方法は、樹木をはかりに載せることです。
問題は、木の重み付けが高価で、複雑で、非生産的であることです。数十本から数百本の木を伐採して重さを量るのに数百万ドルが投資されているため、利用可能な数少ない測定値を最大限に活用し、可能な限り木を伐採しないようにすることが重要です。
間接的な二酸化炭素の推定は正しくない可能性があります
木の重量 (および炭素) を伐採せずに推定する標準的なアプローチは、木の幹の直径とその木の炭素との間の単純な関係を作成することです。木のサイズの範囲にわたって、関係が現れ始めます - 大きな木はより多くの炭素を持っています - そして私たちはこれらのアロメトリックを適用します 関係またはアロメトリー 世界中の何百万もの樹木の直径測定に対応。しかし、樹木のアロメトリーが壊れて、樹木に保持されている実際の炭素を表していない場合はどうなるでしょうか?
アロメトリーはいくつかの理由で代表的ではない可能性がありますが、主な問題は、最大の木の十分な測定値がないことに帰着します.私たちは森林、特に大きな木のある森林を保護しなければなりませんが、これは、地球上で最も重要な最大の木の炭素の見積もりを差し控えることを意味します。最大の木に保持されている炭素の評価がなければ、地球上で最も古く、最も高い森林に保存されている炭素を正確に決定することはできません.
レーザーは森林炭素の推定に役立ちます
これらの問題は、別の木を伐採することなく効率的に木の重量を推定する方法で解決できます。新しいテクノロジーが鍵になるかもしれません:地上レーザー スキャン .
地上レーザー スキャナーは、数百万のレーザー パルスで森林を照らす装置であり、複雑な森林環境の分岐構造をミリレベルで詳細に再構成できます。 3 次元の森を想像してみてください。中を歩いて驚くほど詳細に探索できます。樹木の 3D モデルを作成して樹木の体積を推定し、木材の密度から樹木の重量を取得します。現在、レーザーで樹木を正確に重み付けし、世界の森林炭素の既存の評価を改善することができます。
森林炭素推定は間違っているかもしれません。なぜ、何ができるのか?
この新しい方法を使用して、主に 2 つの質問をしました。現在の樹木アロメトリーは正確ですか?そうでない場合、地上レーザー スキャンでどのように改善できるでしょうか?
米国の森林には、これまで考えられていたよりもはるかに多くの炭素が含まれている可能性があります。私たちの新しい方法では、従来のアプローチよりも樹木の炭素が 25% 多いことがわかりました。良いニュースは、気候変動と闘うために森林を保護することへのより大きなインセンティブがあることです。反対に、私たちの調査結果は、森林伐採が以前に理解されていたよりもはるかに多くの炭素を排出している可能性があることも示唆しています。基本的に、森林で得られる炭素と失われる炭素は、私たちが予想していたよりもはるかに大きいのです。
また、最も正確な森林炭素評価のために、高品質のアロメトリック関係を形成するものを知る必要もありました。要するに、偏りのないアロメトリーを実現するには、可能なすべてのツリー サイズでさらに多くの重みが必要であることが明らかになりました。十分な樹木のサンプルがなかったり、大きな樹木が含まれていなかったりするとどうなるでしょうか?二酸化炭素の推定は偏りが生じ、しばしば過小評価されます。これで、理想的なアロメトリーを作成するための最低限の要件と、既存の方程式が偏っている理由がわかりました。しかし、なぜそこで止まるのですか？樹木を測定するこの新しい方法を使用すると、何千ものサンプルを簡単に収集でき、最終的には森林炭素の正確な推定に最適なアロメトリーを得ることができます。
NASA の GEDI を地上から改善
この研究は、NASA の GEDI (Global Ecosystem Dynamics Investigation) ミッション (2018 年 11 月に開始予定) に直接関連しており、数十億のレーザー パルスで地球の森林を測定します。これらの地上での最先端の地上レーザー スキャン アプローチを、宇宙からの森林構造の GEDI 測定と組み合わせることで、世界の森林炭素の最も詳細で正確なマップを作成します。ジャーナルIEEE JSTARSの「地上LiDARによるバイオマスキャリブレーションと検証の改善：将来のLiDARおよびSARミッションへの影響」というタイトルの最近の研究で、私たちの仕事から期待される結果を詳述します .
これらの調査結果は、ジャーナル Forest Ecology and Management に最近掲載された、Assessing terrestrial laser scanning for development non-destructive biomass allometry というタイトルの記事で説明されています。 この作業は、Atticus E.L. によって実施されました。バージニア大学およびスミソニアン保存生物学研究所の Stovall、スミソニアン保存生物学研究所およびスミソニアン熱帯研究所の Kristina J. Anderson-Teixeira、バージニア大学の Herman H. Shugart。
地上のレーザー スキャンで作成された仮想の森の中を飛行
https://youtu.be/tcNYcPK267A
https://youtu.be/XRTFY3q2d3o
関連作品:
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