NordenBladet — Selleks, et hinnata metsa ökosüsteemi arengut, on vaja järjepidevalt metsa aluskihti jälgida. Praegu aga sellised andmed valdavalt puuduvad. Aasta alguses avaldas Tartu observatooriumi maastike kaugseire kaasprofessor Jan Pisek koos kolleegidega teadusajakirjas Biogeosciences uuringu, kus kombineeriti edukalt metsa alustaimestiku mõõtmiseks juba tuttavad vahendid ning uuenduslik meetod, mille korral tehakse satelliitidega mõõtmisi eri nurkade alt.

Mõõtmistulemuste valideerimiseks kasutati uue ICOS-e süsinikuseiresüsteemi mõõtejaamades kogutud andmeid. Sellega tõestati ühtlasi, et andmeid saab kasutada rohkemaks, kui näeb ette taristu esialgne eesmärk mõõta keskkonna süsinikuvahetust ja kasvuhoonegaase.

Alusmetsa taimestik jäetakse sageli süsinikumudelitest välja

Metsa alumise kihi taimestik on üks kõige mitmekesisemaid, aga ka kõige vähem uuritud metsa elemente – ja nii üle maailma. Sealsed taimekooslused on aga eriti olulised, kuna aitavad kaasa toitaineringlusele ning saavad mõjutada seda, mis juhtub nende kohal olevate puude ja teiste taimedega. Metsa aluskihi välimust ehk peegelduvust peab jälgima pikema aja jooksul ja eri kohtades, kuna nii saab hinnata korrektselt metsa taimestiku parameetreid ja teha sealse ökosüsteemi mudeleid. Praegu on paraku andmed peegelduvuse kohta puudu.

Senistes süsinikumudelites on alusmetsa taimestikku sageli tundmatuna käsitletud, kuna suures ulatuses on seda keeruline korralikult ja järjepidevalt mõõta. Kaugseire võib olla sobiv vahend selleks, et neid mõõtmisandmeid regulaarselt pakkuda. Mitme nurga alt tehtavad kaugseiremõõtmised suudavad kinni püüda signaali metsa eri kihtidest, kuna nähtavad osad muutuvad koos nurgaga, mille alt mõõtmisi tehakse. See loob võimaluse eristada puuvõrasid alusmetsast.

Uue meetodi paljulubavad tulemused

Piseki ja tema kolleegide avaldatud uuringu eesmärk oli kombineerida varem katsetatud meetodid alusmetsa peegelduvuse ja dünaamika jälgimiseks mitme nurga alt tehtavate satelliitkaugseire mõõtmistega. Lähenemise töötas esiti välja Toronto Ülikooli professori Jing Ming Cheni juhitud töörühm Kanada boreaalsete metsade analüüsimiseks. Pisek valideeris meetodit alusmetsa kontaktmõõtmistega, kasutades ICOS-e metsa ökosüsteemi jaamade kogumiku andmeid.

Uuringu põhitulemused näitavad, et uudne modelleerimismeetod toob head tulemused, seda eriti siis, kui valimis on eri tüüpi ja võrastiku liituseta (ülaosas hõreda lehestikuga) metsad. Pigem suure võrastiku liitusega (tiheda lehestikuga) metsade korral ei ole meetod nii usaldusväärne, kuna alusmetsa signaal jääb peidetuks. See on ka igati loogiline – modelleerimisalgoritm tugineb tingimusele, et vähemalt ühte väikest alusmetsa osa on läbi metsa ülemise kihi eri suundadest näha. Kui lehestik on tihe ja alustaimestikku ei ole ülalt näha, ei saa ka algoritm alusmetsa signaalile korrektset, sõltumatut hinnangut pakkuda. „Ma oleksin õigupoolest väga murelik, kui me ka liiga tiheda lehestiku korral endiselt „korrektset“ alusmetsa signaali saaksime. Asjaolu, et algoritm annab valed tulemused siis, kui peakski andma, lubab mul selle toimimises kindlam olla,“ lisas Pisek.

Kaugseiresatelliitide mõõtmistulemuste valideerimine ICOS-e taristu abil

Pisek kasutas satelliidiandmete valideerimiseks ühtse süsinikuseiresüsteemi ICOS-e taristusse kuuluvate eri mõõtejaamade tulemusi. ICOS on Euroopa uus teadustaristu, mille eesmärk on pakkuda võimalust teha teadustööd eesmärgiga mõista kasvuhoonegaaside tasakaalu ja selle muutumist Euroopas ning lähipiirkondades. ICOS põhineb kõrge kvaliteediga vaatlusandmetel, mida saadakse mõõtejaamadest. Jaamad toimivad teadustaristu liikmesriikide riiklike võrgustikena ja neid hoitakse töös vähemalt 15 aastat.

Eestigi taotlus ICOS-ega liitumiseks ootab praegu kinnitust. Pisek ja kolleegid näitasid alusmetsa uuringuga, kuidas Eestis tehtav teadustöö suudab juba praegu ICOS-e infrastruktuurile mõju avaldada ning selle andmeid uuenduslikul moel ja efektiivselt kasutada. Uuring tõestas, et ICOS-e mõõtejaamad võivad toimida võrgustikuna, mis aitab valideerida Maa-vaatlussatelliitide saadud tulemusi piksli tasemel.

“ICOS-e teadustaristu kujunes väga heaks vahendiks, millega pakkuda valideerimisandmeid tõeliselt laialdaselt ja efektiivselt, seda tänu võrgustikus esindatud metsade mitmekesisusele,” lausus Pisek. „Minu arvates näitab meie uuring, kuidas ICOS-e ökosüsteemijaamade võrgustikku saab tõhusalt uute satelliitandmeteenuste valideerimiseks kasutada.“

Kõnealune uuring annab esimest korda hinnangu ka uuringusse kaasatud ICOS-e punktide esinduslikkusele eri ruumiskaaladel. „Meil oli hea meel näha, et enamik valimisse kuulunud ICOS-e punktidest on tõepoolest representatiivsed ja sobivad selleks, et Maa-vaatlusteenuseid eri skaaladel valideerida,“ lisas Pisek. See, kuidas kontaktmõõtmisi satelliidimõõtmistega kohandada ja võrrelda, on üks SENSECO projekti uurimisteemasid. Projektis osaleb ka Pisek.

Jan Pisek tänab toetuse eest Eesti Teadusagentuuri (grandid PUT1355 ja Mobilitas Pluss MOBERC11).

Uuringu kohta avaldas artikli ka ICOS.