As florestas são conhecidas como os “pulmões da Terra”, abrangendo cerca de 31% da área terrestre global. Eles fornecem habitats únicos, meios de subsistência das pessoas e possibilidades de mitigação das mudanças climáticas. As florestas são conhecidas por serem sumidouros de carbono, pois “absorvem” o dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa. Mas como quantificar quanto carbono é sequestrado e armazenado nas florestas? Essencialmente, tudo se resume ao tamanho da árvore.

Doutorando Homem Hu e colegas da Universidade de Helsinque e do Instituto de Recursos Naturais da Finlândia Combinação de varredura a laser terrestre (TLS) e modelos de estrutura de árvore para estimar com segurança a biomassa de ramos de pinheiros silvestres (Pinus sylvestris) na Finlândia. Os pesquisadores desenvolveram um novo modelo matemático que extrai com sucesso a biomassa de ramos individuais das imagens TLS.

Imagine como você mediria manualmente toda a biomassa acima do solo de um pinheiro. Cortar cada galho, medir o comprimento e o peso levaria muito tempo. Embora as técnicas de escaneamento possam economizar tempo e trabalho, elas são computacionalmente complicadas e não confiáveis ​​para recursos mais delicados, como medições de ramos individuais. O estudo mais recente supera muitos desses problemas.

pinheiros silvestres, Pinus sylvestris. Fonte: canva

Hu e seus colegas usaram dois conjuntos de dados para medir a biomassa de pinheiros silvestres na Finlândia. Primeiro, eles árvores escaneadas com LiDAR e os derrubou no Floresta de pesquisa Lapinjärvi. A varredura produziu uma nuvem de pontos 3D de árvores individuais e usou modelos anteriores baseados em TLS (por exemplo, TreeQSM) para calcular o volume e a estrutura da árvore. A técnica TLS é cara e os dados podem ser ruidosos em uma floresta quando as árvores se sobrepõem.

Em seguida, os pesquisadores mediram de forma destrutiva as árvores derrubadas. Essas medidas, juntamente com algumas medições anteriores, foram usados ​​para criar um modelo que melhora a precisão dos dados derivados de TLS. Os autores usaram quase 14,000 galhos de 122 pinheiros escoceses para a análise.

O modelo desenvolvido por Hu e colegas (2021) constrói uma curva de tronco-conicidade a partir dos dados TLS e, em seguida, usa modelos de estrutura de árvore para determinar o número, a área basal e a biomassa de ramos individuais no nível do verticilo.

Os pesquisadores descobriram que seu novo modelo é mais preciso para estimar a biomassa dos galhos do que os quatro modelos anteriores devido à sua abordagem. Por exemplo, o amplamente utilizado software TreeQSM tenta reconstruir ramos como cilindros, mas esse procedimento requer alta qualidade e vários pontos de dados na imagem digitalizada. O novo método se baseia na teoria do modelo de tubo (PMT), que se baseia nas mudanças proporcionais na área basal do ramo e na área da seção transversal do tronco.

“Neste estudo, apresentamos um novo método que não apenas estima a biomassa dos galhos com precisão, mas também apresenta uma oportunidade de estimar os atributos individuais dos galhos usando dados TLS”, escreveram Hu e seus colegas.

A faixa etária das árvores medidas variou de 22 a 113 anos, o que pode ter influenciado a precisão do modelo. Embora o modelo não seja perfeito em comparação com as medições manuais, é uma melhoria significativa.

“O bom desempenho dos pinheiros silvestres mostra o grande potencial de estender o método para mais espécies e áreas maiores.”

Embora proteger e restaurar as florestas esteja na vanguarda da desaceleração da mudança climática global, quantificar a biomassa florestal acima do solo é um desafio. A idade e a composição de uma floresta afetarão seu tamanho de sumidouro de carbono. O estudo mais recente mostra como os cientistas estão aprimorando as tecnologias mais recentes para fornecer estimativas confiáveis ​​de galhos individuais a árvores inteiras que podem ser ampliadas para florestas inteiras.