بخشی از مقاله
چکیده
زیتودهی روی زمینی جنگل پتانسیل نشر کربنی که در نتیجهی جنگلزدایی به اتمسفر آزاد میشود را هدایت میکند و شرح کامل توزیع آن در مقیاسهای محلی، ناحیهای تا جهانی بهطور معنیداری عدم قطعیتهای انتشار و ترسیب کربن را کاهش میدهد. در طی سه دههی اخیر، تلاشها برای برآورد زیتودهی روی زمینی جنگل از روشهای مبتنی بر آماربرداری زمینی به سمت سنجش از دور هوابرد و فضابرد سوق پیدا کرده است و تحقیقات زیادی در این زمینه با استفاده از دادههای سنسورهای نوری، رادار و لیدار و روشهای مختلف مدلسازی پارامتریک و ناپارمتریک صورت پذیرفته است.
این مطالعه مروری بر عملکرد دورسنجی راداری در ارزیابی زیتودهی روی زمینی جنگل است. سامانههای راداری بهویژه با طول موج بلند، به دلیل قابلیت نفوذ به ساختار تاجپوشش جنگل و فراهمآوری آنالیزهای حجمی، همچنین سطح اشباع بالاترشان نسبت به سامانههای نوری، ابزاری مؤثر جهت پایش زیتودهی روی زمینی جنگلها هستند. بااینحال بهطور قابل توجهی توسط توپوگرافی اثرپذیرند و کیفیت آنها به طول موجشان بستگی دارد.
دادههای لیدار بهتنهایی مناسبترین برای برآورد زیتودهی روی زمینی جنگل هستند با این حال هزینهی بالای این دادهها عاملی محدودکننده در برآورد زیتودهی روی زمینی جنگل بهویژه در سطوح بزرگ است. یکپارچهسازی دادهها از رویکردهایی است که بهطور بالقوه قابلیت بهبود برآوردهای زیتودهی روی زمینی جنگلها را دارد. استفادهی تلفیقی از دادههای نوری و رادار به دلیل هزینهی کمتر و پوشانندگی که دارند، یک گزینهی مؤثر است.
-1 مقدمه
آیندهی انتشار کربن بزرگترین عدم قطعیت در سناریوهای آب و هوایی است. تحقیقات نشان دادهاند که نواحی بزرگ جنگلزدایی شده منجر به تغییرات آب و هوایی با آزادسازی CO2 به اتمسفر، تنوع زیستی، سیکل هیدرولوژی، فرسایش و تنزل خاک میشود Lu - ، . - 2006 بعد از جنگلزدایی تجدیدحیات پوشش گیاهی معمول است و بخشهایی از توالی جنگل-ها و اراضی کشاورزی در چشمانداز مشاهده میشود.
بهاینترتیب علاوه بر انتشار سوختهای فسیلی که سهم قابل ملاحظه-ای از نشر جهانی کربن هستند، جنگلزدایی و بهدنبال آن توالی جنگل، نقش مهمی را در بودجهی جهانی کربن و عملکردهای اکولوژیکی بازی میکند و تخمینها را از حال حاضر انتشارها مشکل میکنند Lu - ، 2006؛ Sinha و همکاران، . - 2015 با توجه به اینکه زیتوده2 بخش عمدهای از ذخایر کربن جنگلها را به خود اختصاص میدهد، برآورد آن بهمنظور پایش مقدار کربنی که طی جنگلزادییها منتشر میشود شاخص بوده و ایدهی پتانسیل جنگل برای ترسیب و ذخیرهی کربن در اکوسیستمهای جنگلی را فراهم میآورد Vashum - و Jayakumar، 2012؛ Tsui و همکاران، . - 2013 زیتوده شامل دو بخش بالا و زیر زمینی است.
زیتودهی روی زمینی3، مشتمل بر تمام زیتودهی پوشش گیاهی زنده در هر دو نوع علفی و چوبی روی خاک شامل تنهها، کندهها، شاخهها، پوست، بذرها و برگها است و زیتودهی زیر زمینی تمام زیتودهی ریشههای زنده را دربر میگیرد Federici - ، . - 2011 با توجه به مشکلات در جمعآوری دادههای زمینی از زیتودهی زیر زمینی، عمدهی تحقیقات قبلی بر زیتودهی روی زمینی متمرکز بوده است Lu - ، 2006؛ Sinha و همکاران، - 2015 و در سالهای اخیر تکنیکهای دورسنجی به این منظور متداول شده است.
سنجندههای نوری از منابع اصلی برآورد زیتوده محسوب میشوند اما اشباع4 در این دادهها و تأثیرپذیری از پوشش ابر از محدودیتهای بارز آن است Lu - ، 2006 ؛ Lu و همکاران، 2014؛ Tsui و همکاران، . - 2012 در چنین شرایطی سامانههای راداری با گشودگی مصنوعی5 با توجه به مزیت-هایی نظیر قابلیت تصویربرداری در شب و روز و تحت هر شرایط آب و هوایی، قابلیت نفوذ به درون ابرها، پوشش گیاهی و خاک خشک، حساسیت به زبری سطح، مشخصههای دیالکتریکی، محتوی رطوبتی و فرکانس، نقل و انتقال دادهها در فرم-های پلاریمتریک و اینترفرومتری همچنین امکانپذیری آنالیزهای حجمی، بهترین راه حل هستند.
با این حال دورسنجی راداری دارای محدودیتهایی نظیر عدم قطعیت در تخمین، اشباع، هزینهی بالا، مشکلات در پردازش دادهها و تفسیر روابط متقابل بین امواج راداری با جنگل است Sinha - و همکاران، . - 2015 در این بررسی تلاش شده است تا مروری بر دورسنجی راداری و عملکردهای آن در جنگل با تمرکز بر استخراج زیتوده فراهم گردد.
-2 دورسنجی در ارزیابی زیتوده
بر اساس IPCC، پنج مخزن کربن در اکوسیستمهای خاکی وجود دارد شامل زیتوده - روی زمینی و زیر زمینی - ، مواد ارگانیک مرده - چوب مرده، لاشبرگ - ، مواد ارگانیک خاک - خاکهای معدنی، خاکهای ارگانیک - که البته میتوان تولیدات چوبی بهرهبرداری شده را بهعنوان ششمین مخزن بهشمار آورد Federici - ، 2011؛ Vashum و Jayakumar، . - 2012 در میان مخازن کربن ذکر شده، زیتودهی روی زمینی درخت بخش عمدهای از مخازن کربن در اکوسیستمهای جنگلی را تشکیل میدهد Gibbs - و همکاران، - 2007 و بهعنوان نمایانترین مخزن کربن، شاخصترین گام در کمیسازی ذخیرهی کربن جنگلها بهشمار میرود چون هرگونه تغییرات در سیستم کاربری زمین نظیر جنگلزدایی و تنزل کیفی آن، تأثیر مستقیم بر این مؤلفه دارد Vashum - و Jayakumar، . - 2012
بر اساس - 2006 - Lu و Lu و همکاران - 2014 - سه روش کلی برای برآورد زیتودهی روی زمینی رایج است: - 1 تکنیک-های مبتنی بر اندازهگیری زمینی که دارای بیشترین صحت هستند اما اغلب متمرکز بر نیروی انسانیاند، زمانبرند و در سطوح وسیع جغرافیایی و مناطق دور از دسترس عملاً امکانپذیر نیستند. البته شماری از آنها پیش نیاز توسعهی مدلهای برآورد زیتودهی روی زمینی و ارزیابی نتایج تخمیناند Lu - ، . - 2006 از میان آنها روابط آلومتریک با درنظر گرفتن تفاوت-های رویشگاهی اغلب روش ترجیح داده شده برای تخمین زیتوده جنگل هستند Gibbs - و همکاران، 2007؛ Vashum و Jayakumar، . - 2012 رایج ترین معادلات رگرسیونی مورد استفاده در معادلات آلومتریک، خطی، درجهدوم، نمایی و لگاریتمی است.
روشهای مبتنی بر GIS با استفاده از دادههای کمکی که از جنبهی دستیابی به دادههای کمکی با کیفیت خوب، روابط غیرمستقیم بین زیتودهی روی زمینی با دادههای کمکی و تأثیرات فراگیر شرایط محیطی بر زیتودهی روی زمینی در محدودیتند، ضمن اینکه این مدلها نمیتوانند زیتوده را با صحت زیادی برآورد نمایند، زیرا اغلب زیتودهی جنگل رابطه ضعیفی با متغیرهای محیطی دارد.
- 3 تکنیکهای مبتنی بر سنجش از دور که با توجه به قابلیتهایی نظیر تکرار در جمعآوری دادهها، ساختار دیجیتالی و پوشش گسترده بهخصوص در نواحی دور از دسترس، بهعنوان منبع اولیه برای برآورد زیتودهی روی زمینی در سطوح بزرگ شناخته شدهاند Asner - و Mascaro، 2014؛ Thapa و همکاران، . - 2015 بلوغ تکنولوژیهای مشاهدهای و تشدید سیاستها در حفاظت و مدیریت جنگلها، الزامات و فرصتهایی را برای شرح و درک بهتر جنگلها فراهم آورده است.
