Ученые оценили углерод, запасенный в деревьях африканских засушливых земель

Международная группа ученых, включая специалистов NASA, с помощью коммерческих спутниковых изображений высокого разрешения и искусственного интеллекта нанесла на карту почти 10 миллиардов отдельных деревьев в засушливых районах Африки. Целью было оценить количество углерода, запасенного за пределами густых тропических лесов континента. Результатом стала первая комплексная оценка плотности углерода в деревьях в сахарской, сахельской и суданской зонах Африки. Результаты исследования опубликованы 1 марта в журнале Nature, а данные находятся в свободном и открытом доступе.

Исследователи обнаружили, что в полузасушливых регионах Африки деревьев значительно больше, чем считалось ранее, но при этом они запасают меньше углерода, чем предсказывали некоторые модели. Согласно новому исследованию, в африканских засушливых землях запасено примерно 0,84 петаграмма углерода (петаграмм равен 1 миллиарду метрических тонн). Точная оценка запасов углерода в деревьях критически важна для климатических прогнозов, на которые влияет продолжительность хранения углерода деревьями и другой растительностью. Это так называемое «время пребывания углерода» для трав и кустарников, растущих сезонно, очень мало, но значительно больше для деревьев, растущих годами.

«Наша команда собрала и проанализировала данные об углероде вплоть до уровня отдельных деревьев в обширных полузасушливых регионах Африки — то, что ранее делалось только на небольших локальных масштабах», — сказал ведущий ученый проекта Комптон Такер, специалист по наукам о Земле из Центра космических полетов имени Годдарда NASA. По его словам, предыдущие спутниковые оценки углерода в деревьях африканских засушливых земель часто ошибочно принимали травы и кустарники за деревья, что приводило к завышенным прогнозам.

В исследовании использовались сложные алгоритмы машинного обучения для анализа более 326 000 коммерческих спутниковых снимков QuickBird-2, GeoEye-1, WorldView-2 и WorldView-3. Под «деревом» понимался любой объект с зеленой лиственной кроной и прилегающей тенью. Сравнение результатов машинного обучения с оценками людей показало точность в 96,5% при измерении площади крон. На основе измерений площади кроны ученые с помощью аллометрии (изучения изменения характеристик живых существ с размером) вывели количество углерода в листьях, корнях и древесине каждого дерева.

Данные об углероде в африканских деревьях находятся в открытом доступе вместе с приложением для просмотра, разработанным командой. Эти данные могут быть полезны ученым, изучающим углеродный цикл, политикам, стремящимся улучшить природоохранные усилия, и фермерам.