Verbesserung von Landoberflächenmodellen zur Visualisierung von Vegetationsgradienten in hügeligem Gelände

Landoberflächenmodelle sind für Umweltwissenschaftler ein unverzichtbares Werkzeug zur Kartierung der natürlichen Merkmale unserer Welt, insbesondere bei der Überwachung der Auswirkungen des Klimawandels oder der Bewertung von Naturschutzbemühungen.

Allerdings verwenden großräumige Modelle, die riesige Regionen wie Kontinente abdecken, oft Gittergrößen, die die Variationen, die innerhalb der einzelnen Gebiete auftreten können, nicht ausreichend erfassen. Dies kann ein besonders großes Problem in hügeligem Gelände darstellen, wo Höhe, Temperatur und Wassergehalt selbst innerhalb eines einzigen Pixels der Karte sehr unterschiedlich sein können.

In einer kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichten Studie WasserressourcenforschungForscher des Instituts für Industriewissenschaften der Universität Tokio haben eine neue Methode zur Visualisierung von Vegetationsgradienten in hügeligem Gelände demonstriert.

Zunächst gruppierten die Forscher die Pixel in größere hydrologische Einheiten, um das Gefälle darzustellen. Anschließend diskretisierten sie die Daten in vertikale Höhenbänder, um das Neigungsprofil abzuschätzen. Dies ermöglichte es, den vorherrschenden Landbedeckungstyp in jedem Höhenband zu bestimmen und Regionen zu identifizieren, in denen die Vegetationskonfiguration durch Hügelhänge beeinflusst wird.

„Der Feuchtigkeitsunterschied zwischen Hügeln und Tälern aufgrund des abschüssigen Geländes kann einzigartige Vegetationsdynamiken und -muster erzeugen. Tatsächlich kann eine Höhenänderung von nur wenigen Metern dramatische Veränderungen in der lokalen Flora verursachen“, sagte der Hauptautor der Studie, Shuping. Li, erklärt. Die Forscher nannten dieses Phänomen „hangbeeinflusste Vegetation“.

Das Ausmaß der von Berghängen betroffenen Vegetation war bisher nicht bekannt und es war auch nicht bekannt, ob sie weltweit in verschiedenen Klimazonen identifiziert werden konnte. Die neue Analyse hochauflösender Topografie- und Vegetationsdaten hat gezeigt, dass es sich tatsächlich um ein sehr häufiges globales Phänomen handelt.

Regionen mit Hangvegetation sind weltweit in verschiedenen Klimazonen weit verbreitet. Einige kürzlich in der Studie entdeckte Beispiele befinden sich im Nordosten Russlands und am Horn von Afrika.

Dies zeigt, dass die Auswirkungen der Wasserdynamik in geneigtem Gelände auf Vegetationsmuster auch in trockenen und halbtrockenen borealen Regionen auftreten können.

Die Forscher zeigten auch, dass die bloße Berechnung der Höheneffekte, etwa der „Baumgrenze“ auf einem Berg, über dem keine Bäume wachsen, nicht ausreicht.

„Wir zeigen, dass die alleinige Berücksichtigung des Höheneinflusses, der hauptsächlich auf Temperaturänderungen zurückzuführen ist, nicht ausreicht, um die Heterogenität der Vegetation zu erklären. Die Wasserdynamik in Hanglandschaften kann als wichtiger Faktor nicht ignoriert werden“, erklärt der Erstautor. Dai Yamazaki.

Die Forscher glauben, dass ihre Methode auf Daten aus der ganzen Welt angewendet werden kann, um unser Verständnis der Auswirkungen von Höhenänderungen auf das Pflanzenleben zu verbessern, was die Klimamodellierungsbemühungen erheblich unterstützen kann, um detailliertere Informationen über den Klimawandel zu liefern.