Skip to main content

Savanna water and carbon fluxes modelling integrating Earth Observation data

Article Category

Article available in the folowing languages:

System monitorowania sawanny pomaga chronić cenny krajobraz

Finansowani ze środków unijnych badacze stworzyli mapę zmian w wykorzystaniu wody w ekosystemach sawanny poprzez zintegrowanie teledetekcji z modelami ziemskimi. Wynikiem ich badań mogą być wczesne ostrzeżenia przed suszami, a także pomoc w utrzymaniu odpowiednio dużych stad zwierząt gospodarskich w tym wyjątkowym środowisku.

Zmiana klimatu i środowisko

Sawanna to formacja drzewno-trawiasta, charakteryzująca się nielicznymi drzewami, niskimi krzewami i podszytem składającym się głównie z traw. To zarazem jeden z najbardziej złożonych, zmiennych i rozległych biomów na świecie, stanowiący blisko 20 % całkowitej powierzchni lądów na Ziemi. Ograniczone zasoby wodne sprawiają, że tereny te są szczególnie narażone na skutki zmiany klimatu, a także na wszelkie modyfikacje praktyk gospodarowania tymi terenami, które mogą wpływać na strukturę ekosystemu i jego funkcjonowanie w perspektywie długoterminowej. Zmiany te mogą również wpłynąć na powiązania lądów z atmosferą, a także na lokalne obiegi węgla – nadal jednak nie wiemy dokładnie, w jaki sposób. Rozwiązaniem tej zagadki zajął się zespół sfinansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu SWATCH, skupiający się na ochronie ekosystemów sawanny poprzez poprawę gospodarki, wydajności, odporności i monitorowania zdrowia tego ekosystemu. Badania przeprowadzono dzięki wsparciu otrzymanemu w ramach działania „Maria Skłodowska-Curie”.

Badania krajobrazowe

Badacze skupieni wokół projektu wykorzystali pomiary naziemne i długoterminowe pomiary kowariancji wirów, które pozwoliły na zmierzenie i obliczenie pionowych przepływów turbulentnych w atmosferycznej warstwie granicznej, co pozwoliło na lepsze zrozumienie przepływów wody, energii i węgla na sawannie. badania terenowe przeprowadzono w różnych miejscach zlokalizowanych w Kalifornii (USA), Republice Południowej Afryki oraz na południu Hiszpanii. „Musieliśmy spojrzeć na sawanny z dwóch punktów widzenia – z jednej strony są one wydajnymi systemami, które utrzymują duże zbiorowiska organizmów, a z drugiej strony są środowiskami o dużej wartości przyrodniczej, wywierają także ogromny wpływ na globalne procesy klimatyczne”, twierdzi Ana Andreu, stypendystka działania. Partnerzy skupieni wokół projektu postanowili również uwzględnić dane z obserwacji Ziemi w różnych skalach (satelitarnej, dronowej i polowej) w ramach modeli opartych na procesach, które pozwalają na dokładne oszacowanie wymiany wody i węgla, co przełożyło się na możliwość mapowania zmian dotyczących zdrowia ekosystemu. Dodatkowo w ramach projektu SWATCH badacze rozwinęli system informacji operacyjnej w celu integracji z procesami decyzyjnymi dotyczącymi hiszpańskiej sawanny uprawnej nazywanej dehesą. Dehesa jest bardzo złożonym ekosystemem typu sawannowego, który łączy drzewa i pastwiska z produkcją zwierzęcą. Zwierzęta gospodarskie, zwykle bydło lub świnie, kontrolują rozrost krzewów, zwiększając porost trawy oraz różnorodność biologiczną. Ta forma rolniczo-leśna jest praktycznym i tanim sposobem na wdrożenie zintegrowanego systemu gospodarki gruntowej, który umożliwia długoterminowy i zrównoważony rozwój obszarów wiejskich, zwłaszcza dla producentów wytwarzających produkty rolne na niewielką skalę.

Korzyści dla rolników i ekosystemu

Jak twierdzi Andreu: „Badane obszary są doskonale przystosowane do ograniczonych zasobów wodnych, dlatego zrozumienie, w jaki sposób radzą sobie ze stresem wodnym jest niezwykle przydatne w sytuacji globalnego ocieplenia”. Jednak ta delikatna równowaga, która utrzymywała się od wieków, jest obecnie zagrożona, co stanowi poważny problem dla środowiska i gospodarki wielu regionów – nieodpowiednia gęstość obsady grozi bowiem zagęszczeniem gleby i jej erozją, brakiem regeneracji roślinności i wzrostem emisji gazów cieplarnianych. W ramach projektu użytkownicy końcowi otrzymali serię map, które wskazują wielkość zużycia wody, wydajność pastwisk, drzewa oraz obszary narażone na suszę. „97 % użytkowników końcowych uznało te informacje za pomocne w codziennym zarządzaniu gospodarstwem, w szczególności ustalaniu strategii gęstości obsady. Tygodniowe mapy całych gospodarstw okazały się najbardziej użyteczne”, zauważa Andreu. Projekt SWATCH wspiera zrównoważony rozwój obszarów wiejskich oraz zapewnia bezpieczeństwo żywnościowe, które są coraz bardziej zagrożone ze względu na to, że coraz większy odsetek populacji jest narażony na ekstremalne warunki klimatyczne. „Prace zrealizowane w ramach projektu SWATCH mogą pomóc rolnikom w przystosowaniu się do zmian klimatu, a także zwiększaniu rentowności dehesy dzięki bardziej efektywnemu wykorzystaniu jej zasobów naturalnych. Pozwalają również na ochronę tego wyjątkowego ekosystemu dla reszty społeczeństwa, a ponadto przekładają się na strategie i działania na rzecz jego przetrwania”, podsumowuje Andreu.

Słowa kluczowe

SWATCH, sawanna, dehesa, przepływ węgla, leśnictwo, rolnictwo, obserwacje Ziemi, biom, kowariancja wirów

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania