محتوى الكربون في الغابات المعتدلة مبالغ فيه

وفقاً لدراسة جديدة من وكالة ناسا، فإن القياسات الرقمية لملايين الأشجار من المرجح أنها تشير إلى أن الدراسات السابقة قد بالغت في تقدير كمية الكربون المخزنة بالغابات المعتدلة فى الولايات المتحدة.

هذه النتائج قد تساعد العلماء على فهم أفضل لتأثير الأشجار على كمية الكربون في الغلاف الجوي. على الرغم من أنها حقيقة راسخة بأن الأشجار تمتص الكربون وتخزنه على المدى الطويل، إلا أن الباحثين غير متأكدين من الكمية التى يتم تخزينها في غابات العالم. وقالت لورا دنكانسون، من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا:- " تشير التقديرات إلى أن نسبة الكربون في الأشجار الحية تعتمد عادة على الطريقة التي يتم بها قطع الأشجار". وقالت "تتطلب الأشجار الكثير من الجهد لقطعها، ولا سيما الكبير منها".

من الناحية الاستراتيجية وبسبب هذا القيد، تهدف الدراسات الميدانية لأخذ عينات من الأشجار. عند النظر في غابات الولايات المتحدة، على سبيل المثال، ​​حوالي 30 شجرة في المتوسط من كل نوع سوف تقطع ويتم إجراء القياسات عليها. ويستخدم الباحثون بعد ذلك النماذج الرياضية الأساسية لرفع مستوى دقة تلك القياسات لأمكانية تطبيقها على عدة آلاف، أو حتى الملايين من الأشجار، مما يتيح لهم تقدير الكتلة الحيوية (كمية الكربون المخزنة) لغابة بأكملها دون قطعها بأكملها.

في دراسة نشرت في نوفمبر 2015 في دورية Scientific Reports، وجدت دنكانسون وزملاؤها، أن هذه الطريقة التى تستخدم على نطاق واسع تميل إلى المبالغة في تقدير ارتفاع الأشجار الكبيرة، مما يؤدي لزيادة عالية جداً عند حساب الكتلة الحيوية بالنسبة لغابات المناطق المعتدلة. وترجع هذه المبالغة في التقدير لوجود تحيز عند أخذ العينات، حيث يختار المزيد من الأشجار الشابة، والصغيرة الحجم للتحليل أكثر من الأشجار الأقدم ، والأكبر حجماً. لأن النماذج الرياضية التي تتنبأ بالكتلة الحيوية للشجرة تستند في معظمها على الأشجار الصغيرة الحجم، فإن نتائج هذه النماذج لا تعطى تنبؤات دقيقة للأشجار الأكبر حجماً.

بدلاً من أخذ العينات الأشجار عن طريق قطعها، استخدمت هذه الدراسة الليدار lidar ، وهو تقنية قائمة على الليزر التي يمكنه تحليل مساحات كاملة من الغابات من أعلى يمكن نقله على متن طائرة لتقديم الملاحظات بدرجة وضوح أقل من 3.3 أقدام (1 متر) على مساحات واسعة من الأراضى.

من بيانات الليدار، استخرج الباحثون قياسات رقمية لارتفاع الشجرة ونصف قطر التاج. ودرس الفريق رقمياً ستة غابات فى الولايات المتحدة، بقياس من 10 ألاف إلى أكثر من مليون شجرة في كل غابة. واستخدمت هذه القياسات لتطوير نماذج رياضية جديدة لتقدير الكتلة الحيوية للغابات.

بعد ذلك، أعاد الباحثون تطبيق النماذج فقط باستخدام عينة من القياسات بدءاً من عشرة أشجار حتى تصل إلى بضعة آلاف. أدت الاستعانة بالمزيد من الأشجار للحصول على تقديرات أفضل، لأنه تم تقدير المزيد من الأشجار الكبيرة. قرر الفريق أنه عندما تكون أحجام العينة صغيرة مثل ماهو متبع فى النهج التقليدي، يحدث مبالغة في تقدير قيمة الكتلة الحيوية من الغابات المعتدلة بنسبة 70 % في المتوسط.

التحيز الناتج عن أخذ العينات بأعداد صغيرة من الأشجار قد درس جيداً في الغابات الاستوائية. ومع ذلك، اصيب الباحثون بالدهشة لاكتشافهم حجم المشكلة بالنسبة لغابات المناطق المعتدلة. وقالت دنكانسون "نتائجنا تؤكد على أهمية أخذ عينات تحتوى المزيد من الأشجار، وخاصة الكبيرة منها، حتى يمكن الحصول على فكرة أفضل بكثير عن كمية الكربون المخزنة".

ويجري تطوير أدوات ليدار جديدة للمساعدة في دراسة الكتلة الحيوية للغابات، لمشروع دراسة ديناميكية النظم الإيكولوجية العالمية التابع لناسا (GEDI)، والذى سيكون أول محاولة لتوصيف الكتلة الخضراء للغابات بشكل منهجي من الفضاء، للمساعدة في ملء هذه القطعة المفقودة من اللغز الكربون عن طريق قياس الهيكل الرأسي للغابات، والتي هي المعلومات التي لا يمكن الحصول عليها بدقة كافية بأي طريقة أخرى.