Первая высокодетальная национальная карта углерода — Панама

Впервые исследователи с высокой детальностью отобразили плотность надземного углерода на территории целой страны. Они объединили полевые данные со спутниковыми снимками и высокодетальными данными воздушного лазерного сканирования (LiDAR), чтобы картировать растительность и количественно оценить запасы углерода по всей Республике Панама. Результатом стали первые карты, которые локально сообщают о запасах углерода на участках размером всего в гектар, одновременно охватывая миллионы гектаров за короткое время. Система обладает самой низкой продемонстрированной погрешностью среди всех подходов к подсчету углерода — неопределенность оценки углерода составляет около 10% на каждом гектаре, пролетаемом с LiDAR, по сравнению с полевыми оценками. Важно, что метод применим для широкого спектра типов растительности по всему миру.

Новая система, описанная в Carbon Balance and Management, значительно усилит природоохранные усилия и меры по смягчению изменения климата через секвестрацию углерода. Она также углубит понимание того, как хранение углерода может использоваться для оценки других фундаментальных характеристик экосистем, таких как гидрология, качество среды обитания и биоразнообразие. Подход обеспечивает столь необходимую техническую поддержку для углеродно-ориентированной экономической деятельности, такой как программа ООН по сокращению выбросов от обезлесения и деградации лесов (REDD) в развивающихся странах.

Ведущий автор Грег Аснер отметил: «Три вещи делают это исследование в национальном масштабе уникальным. Во-первых, Панама — выдающееся место для тестирования подходов к картированию углерода, отчасти благодаря долгосрочным исследованиям лесов, проведенным нашими партнерами из Смитсоновского института тропических исследований (STRI). Во-вторых, мы применили новейшие методики с использованием высокопроизводительных приборов, что обеспечило высокую точность на детальном пространственном разрешении. И в-третьих, партнерство позволило нам оценить наши ошибки новым способом, и мы сделали это для каждой точки на панамской земле».

LiDAR использует отраженный лазерный свет для 3D-изображения структуры полога растительности. Ученые откалибровали измерения LiDAR, выполненные с разрешением в один метр на площади почти в миллион акров (390 000 гектаров), по плотности углерода на 228 региональных полевых участках. Еще 91 участок был использован для валидации оценок плотности надземного углерода, полученных с LiDAR.

Там, где традиционные методы глобального картирования расходились на более чем 100% в масштабе квадратного километра, на помощь пришел воздушный LiDAR. Он непосредственно исследует физическую структуру экосистемы, что, как неоднократно доказывали ученые, тесно связано с запасами углерода в тропиках. Затем исследователи смогли масштабировать данные с участков и LiDAR с помощью общедоступных спутниковых данных о топографии, осадках и растительности для моделирования запасов углерода на национальном уровне.

Комбинация LiDAR и спутниковых данных позволила учесть вариации в распределении углерода из-за различий в высоте, уклоне, климате и доле покрытия пологом по всей стране. Например, самые высокие уровни углерода были обнаружены во влажных лесах на карибской стороне Панамы, часто превышая 110 тонн углерода на гектар. Человеческая деятельность является преобладающим драйвером паттернов запасов углерода в Панаме.