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首次:使用激光技术测量世界上著名的大树的生物量

作者:admin发布时间:2020-11-20分类:产业动态浏览:2评论:0


导读:原标题:首次:使用激光技术测量世界上著名的大树的生物量江苏激光联盟导读:来自伦敦大学学院和NASA的研究人员,首次使用激光技...
原标题:首次:使用激光技术测量世界上著名的大树的生物量

江苏激光联盟导读:来自伦敦大学学院和NASA的研究人员,首次使用激光技术测量了世界上的著名的大树的生物量,为我们提供了前所未有的关于树木的3D结构,帮助科学家来估计碳是如何吸收和如何随着气候的变化而如何变化的

首次:使用激光技术测量世界上著名的大树的生物量 激光技术首次被用来测量 加州巨大的红杉树的体积和生物量,这是伦敦大学学院首次进行的记录

备注:(University College London,伦敦大学学院,简写为UCL)

这一先进的技术发表在<Scientific Reports>期刊上,为我们提供了前所未有的关于树木的3D结构,帮助科学家来估计碳是如何吸收和如何随着气候的变化而如何变化的

首次:使用激光技术测量世界上著名的大树的生物量 加州巨大的红杉树油画创作者:Albert Bierstadt

备注:该画创作年代:1874 ;风格:Luminism ;体裁:风景画

材质:布面油画 ;现位于:Berkshire Museum, Pittsfield, MA, US ;实际尺寸:133.35 x 109.22 cm

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来自伦敦大学学院地球科学专业的教授 Mat Disney,这一研究的第一作者,说到,巨大的树木可以用不成比例的重要来形容,不管是从地上部生物量(above ground biomass (AGB))还是其碳的储存量的角度来说,这类树木对生态平衡系统的广泛而深刻的影响角度来说,均是如此.同时,这些树木也是非常难以进行测量的,属于测量领域未被充分代表的部分和地上生物量不被充分研究的部分.

研究人员首次展示了详细的3D 地面激光扫描(terrestrial laser scanning (TLS))来评估巨大的海岸红杉(Sequoia sempervirens, 北美红杉)地上部生物量(above ground biomass (AGB)),从北加利福利亚的三个不同的区域进行了测量,在一定程度上代表了地球上生物量最高的生态系统.

首次:使用激光技术测量世界上著名的大树的生物量

首次:使用激光技术测量世界上著名的大树的生物量

首次:使用激光技术测量世界上著名的大树的生物量 3D 地面激光扫描(Terrestrial Laser Scanning (TLS)) 实物图及其测量地形和树木的结果

这一研究成果的贡献在于日益受到重视的气候变化的研究方面取得了新的进展。

Disney教授补充说到:气候科学中的巨大问题在于不断增加的CO2的排放量问题,是否以及在哪里,更多的树木可以被栽种和如何最大限度的保护现有的森林。为了回答这些问题,科学家们首先需要理解碳是如何在不同的生物物种中进行储存的

评估非常巨大的树木的尺寸及其生物量是一个极端困难的任务。在以前,树木只有在被砍伐之后才能被称量,或者采用非直接的办法来进行评估,如远程传感或通过人工的办法测量树干直径进行按照比例放大或缩小来进行,以上两种方法都潜在的存在误差幅度大的问题。

同NASA的同事一起进行研究,以及在NASA的碳监控系统项目的支持下,研究人员使用地基激光测量系统来创建了加州巨大的红杉树的详细的3D地图。NASA的新的空间激光发射,GEDI,,是一种从空间对森林的碳进行图形化(空间地图)的一种技术。并且 GEDI团队使用Disney教授的工作来测试和提高他们测量时所使用的模型。

这些树木的测量扫描包括88米高的独立的阿姆斯特朗树( Colonel Armstrong tree),其树木的直径为3.39米,其质量大约为110吨,相当于10个双层巴士的质量。

研究人员还比较了同地面激光扫描(terrestrial laser scanning (TLS))所估计的结果同其他技术测量的结果,发现他们采用3D勾绘树冠投影图 (3D crown mapping),是美国植物学家Stephen C. Sillett 发展的一种先进技术,这是一种攀岩专家按照一定的比例,手工的记录巨大红杉树的详细的高度和质量的一种技术。

Disney教授的团队发现他们的AGB所估计的结果在3D勾绘树冠投影图 (3D crown mapping)的2%的误差范围内。关键性地,他们同时也发现这两个3D技术均表明这些巨大的树木比目前的间接方法所估计的结果,其质量要至少高出30% 。

研究人员同时推荐激光技术和3D勾绘树冠投影图 (3D crown mapping),可以用来提供互补的,独立的3D测量结果

助理教授 Laura Duncanson(系NASA和美国马里兰大学的地球科学研究人员),论文的最后一名作者,同时是NASA GEDI的科学团队成员,说到,估计巨大树木的生物量对量化他们的碳循环是至关重要的,尤其是在地球的最富碳的森林中。这一激动人心的概念性研究的结果展示了使用该技术对巨大树木进行测量的潜在优势,我们下一步的工作就是将拓展在全球的范围内,期望可以提高GEDI在全世界范围内的高碳密度的森林中的生物量的评估。

这一研究工作得到了NASA和自然环境研究委员会和伦敦大学学院的资助。

文章来源: “New 3D measurements of large redwood trees for biomass and structure” by Mathias Disney, Andrew Burt, Phil Wilkes, John Armston and Laura Duncanson, 15 October 2020, Scientific Reports. DOI: 10.1038/s41598-020-73733-6

参考资料:VERIS,Estimation of above‐ground biomass of large tropical trees with terrestrial LiDAR

Jose Gonzalez de Tanago Alvaro Lau Harm Bartholomeus Martin Herold Valerio Avitabile Pasi Raumonen Christopher Martius Rosa C. Goodman Mathias Disney Solichin Manuri Andrew Burt Kim Calders,First published: 25 September 2017 https://doi.org/10.1111/2041-210X.12904

备注:生物有机体的重量称为生物量

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