Lasers encontram buracos em florestas para auxiliar em estudos de mortalidade de árvores na Amazônia brasileira

  • Usando uma tecnologia de detecção de luz aerotransportada e telêmetro, mais comumente conhecida como “lidar”, uma equipe de pesquisadores estudou a morte de árvores e lacunas no dossel remotamente em toda a Amazônia brasileira.
  • Os pesquisadores descobriram que as lacunas na floresta eram principalmente causadas pelo estresse hídrico, fertilidade do solo, planícies aluviais e degradação florestal. Os dados também indicaram fortes correlações entre os padrões de vazios nas árvores, escassez de água e escassez de água que podem retardar a fotossíntese.
  • No sudeste e oeste da Amazônia, um padrão de 20 a 35% mostrou uma dinâmica de lacuna mais alta, o que significa que as árvores morrem e criam lacunas com mais frequência do que em outras regiões.
  • O sistema de aeronaves LIDAR é útil para estudar áreas remotas da Amazônia e pode ser usado com eficácia para monitorar a extração ilegal de madeira e o desmatamento, bem como para calibrar a tecnologia de satélite.

No céu, acima dos cantos distantes da Amazônia brasileira, um pequeno avião direciona os lasers para baixo nas copas das árvores para criar terreno em tempo real no solo. Seu objetivo é simples: encontrar brechas na floresta.

“Pode soar como um filme de Guerra nas Estrelas, mas é apenas mais uma aplicação dos lasers em nossa vida diária”, disse Ricardo Dalagnol, cientista do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), por e-mail ao Mongabai. . “Na prática, milhões de lasers são disparados de um avião sobre a floresta, alguns dos raios atingem as árvores e outros atingem o solo. Com essas informações, podemos mapear as árvores e as brechas”.

Com esta tecnologia de detecção de luz aerotransportada e tecnologia de telêmetro, mais comumente conhecida comoLidar, Uma equipe de pesquisadores do INPE, EngraçadoE as Universidades de Leeds e Birmingham, no Reino Unido, estudaram remotamente a morte de árvores e as lacunas das copas – buracos na cobertura verde que se estendem do topo das árvores até a base do solo. Suas descobertas foram publicadas na revista Relatórios Científicos.

A informação do laser lidar é traduzida em uma imagem de nuvem de pontos da floresta, como aparece aqui no perfil. Imagem cortesia de Ricardo Dalagnol e Lidar Conjunto de dados do projeto INPE / EBA.
Perfil de nuvem de pontos Lidar visto de cima. As cores mais quentes (amarelo ao vermelho) são mais altas e mais escuras perto do solo. Imagem cortesia de Ricardo Dalagnol e Lidar Conjunto de dados do projeto INPE / EBA.

Dalagnol, o principal autor do estudo, disse que relatos de aumento da mortalidade de árvores na Amazônia estimularam a pesquisa. Avaliar Árvore morrendo Na Amazônia nas últimas décadas, isso tem consequências para sua população e ecossistemas, bem como para o clima global.

“Isso é preocupante, dados os impactos potenciais da mudança climática e da pressão humana sobre as florestas não perturbadas”, disse Dalgnole. “Usando essa técnica, queríamos determinar onde as lacunas do dossel e mortes de árvores ocorrem com frequência e atingir áreas que não haviam sido estudadas anteriormente.”

Um pequeno avião com sistema LiDar 610 fez companhias aéreas em toda a Amazônia. Cada linha de vôo mediu uma área de floresta de 300 metros de largura por 12,5 quilômetros (984 pés por 7 milhas) abaixo. Esses locais de linhas aéreas foram selecionados para cobrir uma ampla gama de florestas, bem como para amostragem ao longo de gradientes ambientais, como diferenças na água, fertilidade do solo e degradação florestal. A equipe também usou 181 diagramas de campo “verdadeiros” para as medições lidar e encontrou um método lidar muito preciso.

Distribuição de 610 regiões lidar aerotransportadas usadas no estudo em toda a Amazônia brasileira.  Esses dados foram coletados pelo projeto EBA liderado pelo Dr. Jean Umeto (INPE).
Distribuição de 610 regiões lidar aerotransportadas usadas no estudo em toda a Amazônia brasileira. Esses dados foram coletados pelo projeto EBA liderado pelo Dr. Jean Umeto (INPE). Imagem cortesia de Ricardo Dalagnol.

Os pesquisadores descobriram que as lacunas na floresta eram principalmente causadas pelo estresse hídrico, fertilidade do solo, planícies aluviais e degradação florestal. Em áreas com solos mais férteis, as árvores crescem e, portanto, morrem muito mais rápido do que áreas com solos pobres em nutrientes. Mortes de árvores mais frequentes significam uma rotação mais rápida do que são conhecidas como lacunas dinâmicas ou novas lacunas na floresta. Os dados também indicaram fortes correlações entre os padrões de vazios nas árvores, escassez de água e escassez de água que podem retardar a fotossíntese.

“Lacunas são uma indicação de [tree] Mortalidade, Carbono e Transição do Estado ”, Ibin Broadbent, professor associado da Universidade da Flórida e codiretor da O laboratório de vôo não tripulado Gator EyeEle, que não estava envolvido no estudo, disse a Mungbaye. “Isso pode envolver a transformação de uma floresta tropical em uma floresta de savana … Esta é uma preocupação, e de fato uma possibilidade muito real, especialmente quando você começa a pensar sobre as reações de incêndios e mudanças climáticas.”

Mais lacunas são encontradas por área de floresta mais próxima da perturbação humana, como no notório “arco do desmatamento”. No geral, entretanto, os efeitos dos distúrbios humanos não apareceram tão fortemente no estudo quanto os pesquisadores esperavam. Os autores disseram que a influência dos humanos foi provavelmente subestimada na análise, porque ainda não existe um método muito preciso para medir a perturbação florestal induzida pelo homem, além de medir a distância a áreas não florestais.

Um dos 610 cortadores lidar aerotransportados.  Este foi coletado na floresta amazônica no estado brasileiro de Rondônia (-10.3150 SW, -61.7003 Oeste).  Tem 15 km de comprimento e 500 metros de largura.  O fundo é uma imagem de satélite do Google Maps.  À esquerda e à direita, você vê as áreas desmatadas avançando rapidamente sobre a floresta.  O centro da área obtido com o lidar ainda está preservado.  A escala aqui é 1: 200.000, o que significa 1 cm é igual a 2 km.
Um dos 610 cortadores lidar aerotransportados. Este trecho está localizado no estado brasileiro de Rondônia (-10,3150 Sul, -61,7003 Oeste) e tem 15 km de comprimento e 500 metros de largura. À esquerda e à direita, você vê as áreas desmatadas avançando rapidamente sobre a floresta. O centro da área obtido com o lidar ainda está preservado. A escala aqui é 1: 430.000, o que significa que 1 cm é igual a 4,3 quilômetros. Imagem cortesia de Ricardo Dalagnol e Lidar Conjunto de dados do projeto INPE / EBA.
Vista ampliada do clipe de Rondônia, destacando o detalhe dos dados lidar representando a altura do dossel da floresta. A altura é mostrada em uma escala de cores preto e branco. As árvores mais altas têm cores mais claras. Os vacúolos são geralmente as áreas escuras / pretas. Imagem cortesia de Ricardo Dalagnol e Lidar Conjunto de dados do projeto INPE / EBA.
Modelo de altura do paraquedas Lidar (CHM) à esquerda e amplie uma nuvem de pontos Lidar 3D mostrando uma árvore muito alta.  Fonte: Ricardo Dalagnol e conjunto de dados INPE / EBA Lidar para o projeto INPE / EBA.
Modelo de altura do dossel Lidar à esquerda e nuvem de pontos lidar 3D mostrando uma árvore muito alta. Imagem cortesia de Ricardo Dalagnol e Lidar Conjunto de dados do projeto INPE / EBA.

Os autores encontraram uma associação entre lacunas de longo prazo e lacunas dinâmicas (mais recentes). Além disso, áreas com muitas lacunas de longo prazo na floresta têm mais lacunas novas abertas. As regiões sudeste e oeste da Amazônia são mais secas e com menos água estagnada. Nessas regiões, um padrão de 20 a 35% mostrou uma dinâmica de vazio mais alta, o que significa que as árvores morrem e criam vacúolos aqui com mais frequência do que em outras regiões.

“Acho que a mensagem principal é que há muitas mortes resultantes da degradação e perturbação dessas florestas”, disse Broadbent. “O que acontece com todos esses fatores é que eles se correlacionam com um aumento [long-term] As lacunas … esses são os fatores que mudarão com a mudança climática. Portanto, é muito importante iluminar isso e começar a medi-lo. “

Um pequeno avião usado no estudo. Imagem cedida por Ricardo Dalagnol.

O avião Lidar é útil para estudar áreas remotas da Amazônia. Por exemplo, dados lidar foram coletados e usados ​​pelo Serviço Florestal Brasileiro (BFS) para monitorar florestas sob manejo seletivo de corte desde pelo menos 2015, disse Dalagnol.

Junto com novos insights sobre a dinâmica da floresta e morte de árvores na Amazônia, este estudo também destaca a escassez de dados que temos atualmente, e como os dados LIDAR aerotransportados são importantes para complementar os esforços de campo atuais e [to] Chegando a lugares que nunca avançamos [in] Disse Dalgnole.

O Lidar também pode ser usado para monitorar a extração ilegal de madeira e o desmatamento, mas ainda não é prático devido ao seu alto custo. Imagens de satélite de alta resolução e alta frequência agora são gratuitas e podem ser acessadas por meio de plataformas como Global Forest Watch, Ainda uma forma mais econômica de monitorar o desmatamento. Mas o nível de detalhe que o LIDAR pode fornecer, como altura de árvore individual e espécies de árvore em potencial, não está disponível com a tecnologia de satélite.

“Tudo está se movendo lentamente em direção aos satélites … Teremos dados de alta resolução de satélites lidar pelos próximos 10 anos, mas grandes conjuntos de dados como este são importantes para calibrar esses satélites”, disse Broadbent.

Dalagnol disse: “Lidar é uma tecnologia incrível e ainda há muito que podemos descobrir com ela.”

Relatório adicional por Genevieve Bellemaker.

a citação:

Dalagnol, R., Wagner, FH, Galvão, LS, Streher, AS, Phillips, OL, Gloor, E.,… Aragão, LE (2021). Diferenças de amplo alcance na dinâmica das lacunas do dossel da floresta amazônica a partir de dados LIDAR aerotransportados e estimativas de chances de morte de árvores. Relatórios CientíficosE a 11(1). Doi:10.1038 / s41598-020-80809-w

Imagem de banner Perfil de nuvem de pontos Lidar visto da cortesia de Ricardo Dalagnol e do conjunto de dados LIDAR do projeto INPE / EBA.

Liz Kimbero Escritor para Mongabay. Encontre no Twitter Incorporar um Tweet

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