【遥感应用】非洲大草原生物量生长测量

2017年2月17日

德国耶拿大学博士生Victor Odipo及其同事成功建立一种能够测量非洲大草原地上生物量以及可以记录生态系统微小变化的方法。

图片提供：美国佛罗里达州立大学（FSU）Anne Guenther

　　非洲大草原（Savannahs）形成世界上最大的栖息地之一，覆盖地球陆地1/5面积，主要分布于撒哈拉沙漠以南的非洲地区。Savannahs不仅是特有野生动物的家园，包括“五大”动物——非洲大象、犀牛、非洲水牛、豹和狮子，而且也覆盖成千上万的特有植物，如猴面包树。

　　德国耶拿席勒大学Victor Odipo指出，更重要的是，savannahs在对地球气候循环产生影响的全球碳循环方面起着重要作用。

　　该校地理研究所遥感专业在读博士生Odipo指出，savannah存储温室气体二氧化碳能力大小最终由地上木质生物量决定。

　　然而，到目前为止，这一重要指标还难以测量，现有气候模型只能依托于粗略的碳估量。

　　然而，由来自德国联邦地球科学和自然资源研究所，以及耶拿和牛津大学组成的一个地理学家团队，已经成功地建立一种能够测量非洲大草原地上生物量以及可以记录生态系统微小变化的方法。研究结果已经在专业森林期刊上发表（DOI:10.3390 / f7120294）。

三维景观模型

　　耶拿大学研究人员结合使用卫星雷达数据和从地面获取的激光扫描数据记录。

　　Victor Odipo阐释，雷达数据能够记录更大地理区域的生物量，鉴于其覆盖范围，它无法提供地区尺度植被结构的充足信息。

　　典型savannah具有混杂特性结构：草、灌木和不同高度、独自或混杂生长的树木混合在一起。为了对这种结构进行详细记录，并能够将它转化为生物量估算，卫星数据需要辅以地面测量数据。为此，采用地面激光扫描仪（TLS），以几百米作为扫描半径，利用激光束对周围环境进行扫描。

　　耶拿大学自然地理学副教授Jussi Baade指出，这提供了一个进行植被结构精确分析综合三维数字景观模型。

　　在完成对Stadtrodaer Forest地区和耶拿附近Saale valley详尽的初步测试后，研究人员已经应用此方法对南非克鲁格国家公园大草原进行测量。

　　基于雷达卫星数据的一片约9平方公里面积的观测区域，他们收集了40个测试地块的激光扫描数据，并将这些数据整合到计算生物量模型中。Victor Odipo的博士论文基于的研究项目负责人，该研究论文的联合作者Christian Berger声称，从选定地点获取的激光扫描数据比卫星雷达数据显示出更为精确的结果。但就其本身而言，由于与机载数据相比具有较小覆盖率，这个方法不适合展开大面积调查。

　　然而，这项研究显示，将这两种方法结合起来，可以估测到生物量从每公顷2.9吨的草和灌木覆盖区到每公顷101.6吨树木覆盖地区。

监测生态系统变化

　　Victor Odipo声称，这些结果不能用于创建新的气候模型。他们还需要监测草原生态系统变化的可靠数据。他指出，一个令人惊讶的偶然发现：研究者的测量表明，在克鲁格国家公园相当一部分研究区内的生物量正在逐年下降。出乎意料的是，虽然这是一个自然保护区，但是事实证明这些变化，不是人类活动的结果，而是大象活动导致大量树木量的下降。

　　原文题目：How much biomass grows in the savannah

　　资料来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170216094456.htm

　　（王化编译，殷永元审核）