使用激光技术首次测量了世界上最大的树木的生物量

UCL研究人员的一项新研究记录说，激光技术首次被用于测量加州巨型红木树的体积和生物量。

UCL研究人员的一项新研究记录说，激光技术首次被用于测量加州巨型红木树的体积和生物量。

这项技术发表在《科学报告》上，为树木的3D结构提供了空前的见解，有助于科学家估算它们吸收的碳量以及对气候变化的反应方式。

研究的主要作者马特·迪斯尼（Mat Disney）教授（UCL地理学院）说：“大树在其地上生物量（AGB）和碳储量以及它们对生态系统结构的广泛影响方面具有特别重要的意义。它们也很难测量，因此在AGB的测量和模型中代表性不足。

“我们展示了来自北加州三个地点的大型沿海红木树（红杉）的体积和AGB的首次详细3D地面激光扫描（TLS）估计，代表了地球上一些生物量最高的生态系统。”

该研究为气候变化研究的一个方面做出了越来越多的关注。

迪斯尼教授补充说：“应对二氧化碳水平上升，气候科学领域的主要问题是，是否以及在哪里种植更多树木，以及如何最好地保护现有森林。为了回答这些问题，科学家首先需要了解不同树种中储存了多少碳。”

估计非常大的树木的大小和质量是一项极其困难的任务。以前，只能通过砍伐树木或使用其他间接方法（例如遥感或通过手动测量树干直径进行缩放）来称重树木，这两种方法都有很大的误差范围。

研究人员与NASA的同事合作，并在NASA碳监测系统计划的支持下，使用了基于地面的激光测量技术来创建红木的详细3D地图。NASA的新太空激光任务GEDI正在绘制太空中的森林碳，而GEDI团队正在利用迪斯尼教授的工作来测试和改进他们用于实现此目的的模型。

扫描的树木包括88米高的阿姆斯特朗上校树，其树胸径为3.39 m，估计重约110吨，几乎相当于10辆双层巴士。

研究人员将TLS估计值与其他方法进行了比较，发现它们的估计值与3D冠状图的估计值相关.3D冠状图是美国植物学家Stephen C.Sillett率先提出的技术，涉及专家登山者缩放巨型红木以手动记录有关其高度和质量的详细信息。

迪斯尼教授的团队发现，他们的AGB估算值与皇冠测绘记录的2％之内一致。至关重要的是，他们还发现这两种3D方法都表明，这些大树比目前使用间接方法得出的估计值重30％以上。

研究人员建议，可以使用激光技术和3D冠状图来提供互补的独立3D测量。

美国国家航空航天局地球科学和马里兰大学助理教授劳拉·邓肯森（Laura Duncanson）是该研究的最后作者，也是美国国家航空航天局GEDI科学团队的成员，他说：“估计大树的生物量对于量化其对碳循环的重要性至关重要，尤其是在地球上最富碳的森林中。这项令人振奋的概念验证研究证明了在巨型树木上使用这项新技术的潜力-我们的下一步将是将该应用程序扩展到全球范围，以期改善GEDI对全球碳密集森林中生物量的估算。”

参考：Mathias Disney，Andrew Burt，Phil Wilkes，John Armston和Laura Duncanson撰写的“大型红木树木的3D测量新数据”，2020年10月15日，《科学报告》。
10.1038 / s41598-020-73733-6

这项研究是由美国国家航空航天局，自然环境研究委员会和UCL地理基金会资助的。