NASA-Weltraumlaser liefert Antworten auf ein Rätsel um die Baumkronen des Regenwaldes

Wir wissen weniger über die Baumkronen des Regenwaldes, in denen die meisten Arten der Welt leben, als über die Marsoberfläche oder den Meeresboden. Dies wird sich jedoch bald ändern, dank GEDI – einem Weltraumlaser der NASA, der zum ersten Mal überhaupt eine detaillierte Struktur der Regenwälder der Welt lieferte.

„Tropische Wälder sind vor allem im Amazonasgebiet und in Regionen mit geringerer Fruchtbarkeit oder höheren Temperaturen überwiegend ungeschichtet“, heißt es im Titel des kürzlich veröffentlichten Artikels Umweltforschungsökologie Darin werden die Ergebnisse des Lasers detailliert beschrieben. Christopher Doughty, Professor an der School of Informatics, Computing, and Cyber ​​Systems der NAU und Erstautor der Studie, wurde von Forschern aus den USA, Großbritannien und Singapur verfasst und ist davon überzeugt, dass diese Forschung entscheidend – und längst überfällig – ist, um mehr darüber herauszufinden tropische Ökosysteme.

„Die meisten Arten der Welt leben in tropischen Wäldern und die meisten von ihnen nutzen das Blätterdach, und dennoch wissen wir so wenig“, sagte Doughty. „Die Struktur des Regenwaldes ist wichtig, weil sie kontrolliert, wie Tiere auf Ressourcen zugreifen und Raubtieren entkommen. Diese Erkenntnisse werden uns helfen, die Anfälligkeit tropischer Waldtiere gegenüber dem Klimawandel zu verstehen.“

Die Erforschung von Waldkronen hat große Fortschritte gemacht. Frühe westliche Besucher beschrieben tropische Wälder als Horror vacui (die Natur verabscheut ein Vakuum), da die Vegetation „bestrebt war, jeden verfügbaren Raum mit Stängeln und Blättern zu füllen“. Später, als Wissenschaftler begannen, tropische Wälder zu untersuchen, unterteilten sie die üppige Flora in Waldschichten – eine dicke Oberkrone und eine dicke Mittelschicht mit einer dünnen Schicht dazwischen. Dies wurde jedoch nur an wenigen gut untersuchten Standorten beobachtet. Die Struktur der meisten tropischen Wälder war noch unbekannt.

Dann kam GEDI, die Global Ecosystem Dynamics Investigation.

„Ein wesentlicher Unterschied zwischen GEDI und vielen anderen Satelliten ist die Messung der dreidimensionalen Baumkronenstruktur“, sagte Hao Tang, Professor am Institut für Geographie der National University of Singapore (NUS) und Mitautor des Papiers.

Tang, der auch leitender Forscher am NUS Center for Nature-based Climate Solutions ist, fügte hinzu: „Konventionelle Satelliten liefern zwar wertvolle Daten zur Landbedeckung und zum Grün der Baumkronen, ihnen fehlen jedoch häufig die detaillierten vertikalen Informationen, die GEDI bietet. Diese vertikalen Informationen sind …“ entscheidend für das Verständnis der Ökosystemdynamik, der Kohlenstoffspeicherung und der Artenvielfalt, die auf typischen Satellitenbildern nicht leicht zu erkennen sind.“

Das Ende 2018 gestartete GEDI der NASA schießt tausende Male am Tag einen unsichtbaren Laser von der Internationalen Raumstation in die Wälder der Erde. Abhängig von der Menge der an den Satelliten zurückgegebenen Energie kann er eine detaillierte 3D-Karte liefern, die zeigt, wo sich Blätter und Zweige in einem Wald befinden und wie sie sich im Laufe der Zeit verändern. Dies wird Forschern helfen, die Mengen an Biomasse und Kohlenstoff zu verstehen, die Wälder speichern und wie viel sie bei Störungen verlieren – wichtige Informationen für das Verständnis des Kohlenstoffkreislaufs der Erde und seiner Veränderungen.

Doughty, Tang und die anderen Autoren des Artikels analysierten GEDI-Daten aller tropischen Wälder und stellten fest, dass die Struktur einfacher und stärker dem Sonnenlicht ausgesetzt war als bisher angenommen. Die Daten zeigten auch, dass die meisten tropischen Wälder (80 % des Amazonasgebiets und 70 % Südostasiens und des Kongobeckens) einen Höhepunkt in der Anzahl der Blätter in 15 Metern Höhe und nicht an der Kronenkrone aufweisen, was die Vollständigkeit der Wälder widerlegt. Top-Theorie der frühen Forscher.

Während Wälder variieren, schien ein wichtiges Ergebnis in jedem Szenario konstant zu bleiben, dass eine Abweichung von idealeren Bedingungen (wie geringere Fruchtbarkeit oder höhere Temperaturen) zu kürzeren, weniger geschichteten Wäldern mit geringerer Biomasse führt.

„Es war wirklich überraschend, die Dominanz dieses Strukturtyps zu sehen, weil er sich von dem unterscheidet, was wir in den klassischen Lehrbüchern zu diesem Thema gelernt haben“, sagte Doughty. „Diese Erkenntnisse werden uns nicht nur helfen zu verstehen, wie sich die Millionen von Arten, die in einem Regenwalddach leben, an veränderte Temperaturen gewöhnen könnten, sondern auch, wie viel Kohlenstoff diese Wälder speichern und wie gut sie im Kampf gegen den Klimawandel sind.“