CIENCIA. La NASA captura el carbono secuestrado de 9.900 millones de árboles con imágenes satelitales y aprendizaje profundo

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Se cartografió la madera, el follaje y el carbono de las raíces de 9.947.310.221 árboles con un área de copa >3 m 2 en 9,7 millones de km2 . a) El estudio abarcó el sur del Sáhara, el Sahel y la zona septentrional de Sudán en África y mostró la densidad de carbono agregada (follaje + madera + raíces) por hectárea para 9 947 310 221 copas de árboles del área de precipitación media de 0–1000 mm año− 1 . Las isoyetas marcan los 150, 300, 600 y 1.000 mm año −1zonas pluviométricas (de norte a sur). b) Ejemplo que muestra la reserva de carbono leñoso de cada árbol individual para un área agroforestal en Senegal. c) Densidad media de carbono de los árboles en los percentiles 5, 25, 75 y 95 a lo largo del gradiente de lluvia para el carbono de la madera, el follaje y las raíces. d) Reserva media de carbono de árboles individuales en los percentiles 5, 10, 25, 75, 90 y 95 a lo largo del gradiente de lluvia. La definición de un árbol es una copa de hojas verdes >3 m 2 con una sombra asociada. Fuente: Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-022-05653-6

06 marzo 2023.- Un equipo de investigación dirigido por la NASA utilizó imágenes satelitales y métodos de inteligencia artificial para mapear miles de millones de copas de árboles discretas hasta una escala de 50 cm. Las imágenes abarcaron una gran franja del árido norte de África, desde el Atlántico hasta el Mar Rojo. Las ecuaciones alométricas basadas en muestras de árboles anteriores permitieron a los investigadores convertir las imágenes en estimaciones de la madera, el follaje, el tamaño de las raíces y el secuestro de carbono de los árboles.

La nueva estimación de la NASA, publicada en la revista Nature , fue sorprendentemente baja. Si bien la estimación típica de las reservas de carbono de una región puede basarse en contar áreas pequeñas y extrapolar los resultados hacia arriba, la técnica demostrada por la NASA solo cuenta los árboles que realmente están allí, hasta el árbol individual. Jules Bayala y Meine van Noordwijk publicaron un artículo de News & Views en la misma revista comentando el trabajo del equipo de la NASA.

La expectativa inicial de contar cada árbol disperso, en áreas que los modelos anteriores a menudo representaban con valores cero, fue borrada por grandes sobreestimaciones en otras áreas de las evaluaciones anteriores. En intentos anteriores, el uso de satélites, las tierras de cultivo y la vegetación del suelo afectaron negativamente a las imágenes ópticas. Si se utilizó un radar, la topografía, los humedales y las áreas irrigadas afectaron la retrodispersión del radar, prediciendo reservas de carbono más altas que las estimaciones actuales de la NASA.

Mapeo basado en aprendizaje profundo

Los investigadores aplicaron el mapeo de árboles basado en el aprendizaje profundo, entrenados manualmente en unos 90.000 árboles, a un conjunto de datos de casi 300.000 imágenes de satélite para medir más de 9.900 millones de plantas leñosas que mostraban una sombra y un área de copa de más de 3 metros cuadrados. Solo se seleccionaron las características que mostraban un área de copa distinta y una sombra asociada, lo que permitió al equipo excluir pequeños arbustos, matas de hierba, rocas y otras características engañosas.

Las regiones fotografiadas se correlacionaron para reflejar cuatro zonas de lluvia; hiperárida, árida, semiárida y subhúmeda seca, ya que la lluvia afecta la absorción y el almacenamiento de carbono. Si bien el follaje solo representa el 3% de la masa seca total, se utilizó como medida indirecta para cuantificar la masa total. La proporción de masa de raíces es, en promedio, del 15 al 20% de la masa total y también se derivó en base al follaje.

¿Desea visualizar el gran conjunto de datos de mapeo de árboles en un formato de navegador interactivo? Los investigadores también lo hicieron, por lo que crearon un visor ingenioso con el que trabajar y lo pusieron a disposición del público aquí .

La capacidad de rastrear la eficacia del secuestro de carbono podría adquirir una importancia mundial en la lucha contra el cambio climático. La reforestación es un método líder por el cual las naciones del mundo se han comprometido a compensar su huella de carbono.

Sin embargo, la practicidad de esos compromisos ha sido objeto de escrutinio por parte de un equipo de 20 investigadores que trabajan con la iniciativa de investigación climática interdisciplinaria de la Universidad de Melbourne. 

Sumaron las obligaciones y descubrieron que requeriría plantar árboles en casi 1200 millones de hectáreas, un área más grande que Europa o EE.UU. y aproximadamente la cantidad de tierra que actualmente se utiliza para cultivos a nivel mundial.


Más información: Compton Tucker et al, Sub-continental-scale carbon stocks of individual trees in African drylands, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-022-05653-6

Jules Bayala et al, Carbon stocks of billions of individual African dryland trees estimated, Nature (2023). DOI: 10.1038/d41586-023-00531-1


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