Los bosques son conocidos como los “pulmones de la Tierra”, cubriendo alrededor 31% de la superficie terrestre mundial. Proporcionan hábitats únicos, medios de subsistencia para las personas y posibilidades de mitigación del cambio climático. Se sabe que los bosques son sumideros de carbono, ya que "absorben" el dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero. Pero, ¿cómo se cuantifica la cantidad de carbono secuestrado y almacenado en los bosques? Esencialmente, todo se reduce al tamaño del árbol.

Estudiante de doctorado hombre hu y colegas de la Universidad de Helsinki y el Instituto de Recursos Naturales de Finlandia escaneo láser terrestre combinado (TLS) y modelos de estructura de árboles para estimar de manera confiable la biomasa de ramas de pinos silvestres (Pinus silvestre) en Finlandia. Los investigadores desarrollaron un nuevo modelo matemático que extrae con éxito la biomasa de ramas individuales de las imágenes TLS.

Imagine cómo mediría a mano toda la biomasa aérea de un pino. Cortar cada rama, medir la longitud y el peso llevaría mucho tiempo. Si bien las técnicas de escaneo pueden ahorrar tiempo y trabajo, son computacionalmente complicadas y poco confiables para características más delicadas, como las mediciones de ramas individuales. El último estudio supera muchos de estos problemas.

Hu y sus colegas utilizaron dos conjuntos de datos para medir la biomasa de los pinos silvestres en Finlandia. Primero ellos árboles escaneados con LiDAR y los derribó en el Bosque de investigación Lapinjärvi. El escaneo produjo una nube de puntos 3D de árboles individuales y utilizó modelos anteriores basados ​​en TLS (p. ej., TreeQSM) para calcular el volumen y la estructura del árbol. La técnica TLS es costosa y los datos pueden ser ruidosos en un bosque cuando los árboles se superponen.

Luego, los investigadores midieron destructivamente los árboles talados. Estas medidas, junto con algunas mediciones anteriores, se utilizaron para crear un modelo que mejora la precisión de los datos derivados de TLS. Los autores utilizaron casi 14,000 ramas de 122 pinos silvestres para el análisis.

Los investigadores descubrieron que su nuevo modelo es más preciso para estimar la biomasa de las ramas que los cuatro modelos anteriores debido a su enfoque. Por ejemplo, el software TreeQSM ampliamente utilizado intenta reconstruir las ramas como cilindros, pero ese procedimiento necesita puntos de datos numerosos y de alta calidad en la imagen escaneada. El nuevo método se basa en la teoría del modelo de tubería (PMT) que se basa en los cambios proporcionales en el área basal de la rama y el área de la sección transversal del tallo.

“En este estudio, presentamos un nuevo método que no solo estima la biomasa de las ramas con precisión, sino que también presenta la oportunidad de estimar los atributos de las ramas individuales utilizando datos TLS”, escribieron Hu y sus colegas.

El rango de edad de los árboles medidos varió entre 22 y 113 años, lo que podría haber influido en la precisión del modelo. Si bien el modelo no es perfecto en comparación con las mediciones manuales, es una mejora significativa.

“El buen desempeño en pino silvestre muestra el gran potencial para extender el método a más especies y áreas más grandes”.

Si bien la protección y restauración de los bosques están a la vanguardia de la desaceleración del cambio climático global, cuantificar la biomasa de los bosques sobre el suelo es un desafío. La edad y la composición de un bosque afectarán el tamaño de su sumidero de carbono. El último estudio muestra cómo los científicos están mejorando las últimas tecnologías para proporcionar estimaciones confiables de ramas individuales a árboles completos que podrían ampliarse a bosques completos.