Quantificando mortalidade de árvores com lasers: usando uma abordagem de fusão de dados e modelagem de última geração para estimar a perda de biomassa em florestas tropicais

Resumo

A Floresta Amazônica é um componente essencial do sistema climático global. Consiste em 40% das florestas tropicais, estoca 120 ± 30 Pg de carbono em biomassa e troca constantemente carbono com a atmosfera pela produtividade, mortalidade e decomposição, e também devido ao desmatamento e incêndios. Nosso conhecimento limitado dos processos de mortalidade de árvores restringe nossa capacidade de quantificar com precisão o balanço de carbono das florestas tropicais e afeta nossas previsões de efeitos das mudanças climáticas e ambientais nos estados futuros dos ecossistemas florestais. Nesse contexto, o sensoriamento remoto é a única maneira de obter observações espacialmente consistentes da mortalidade de árvores em grandes regiões. Além disso, os dados LIght Detection And Ranging (LiDAR) podem obter com precisão atributos da estrutura da floresta e de clareiras na floresta, que têm o potencial de serem usados para parametrizar os processos de mortalidade de árvores em modelos de ecossistemas, como o LPJ-GUESS. A variabilidade espacial da estrutura da floresta e clareiras em função de condições ambientais e climáticas contrastantes na Floresta Amazônica é amplamente desconhecida; também não entendemos completamente a influência de fatores de escala local (topografia) e/ou de escala regional, como clima (precipitação, sazonalidade) e propriedades edáficas na estrutura da floresta e na dinâmica de clareiras, nem se essas dinâmicas de clareiras foram convertidas em taxas de mortalidade de árvores. Neste projeto, meu objetivo é fornecer uma avaliação sistemática e espacialmente imparcial das taxas de mortalidade de árvores e do ciclo de carbono relacionado em florestas tropicais usando uma nova abordagem de fusão de dados observacionais e modelagem, aproveitando a disponibilidade recente de um grande conjunto de dados LiDAR de passagem única. O objetivo é responder às seguintes perguntas: (Q1) Como a estrutura da floresta tropical e a dinâmica de clareiras derivadas dos dados aéreos LiDAR variam na Floresta Amazônica brasileira? (Q2) Quais fatores em escala local e/ou regional controlam a dinâmica da Floresta na Amazônia brasileira? (Q3) Podem as informações da estrutura florestal e de clareiras derivadas de dados LiDAR aerotransportado de passagem única ser usadas para caracterizar as taxas de mortalidade de árvores e melhorar sua representação em modelos de ecossistema em larga escala? (Q4) Como essa restrição na dinâmica florestal melhora nossa compreensão do ciclo de carbono da Floresta Amazônica e qual é a contribuição da mortalidade em pequena escala para a troca de carbono? O resultado desta pesquisa consistirá em novos dados de distribuição de tamanho e frequência de clareiras florestais, altura e tamanho de copa e sua distribuição espacial na Amazônia brasileira; um novo método de fusão de dados observacionais e modelagem para derivar taxas de mortalidade de árvores com potencial para ser aplicado globalmente; e estimativas mais precisas do ciclo do carbono para a Floresta Amazônica. (AU)