Laserit digitoivat metsän ja mittaavat puiden vesipitoisuuden vaihtelua

Tutkimusyhteistyö Helsingin yliopiston metsätieteiden osaston, Hyytiälän metsäaseman, Itä-Suomen yliopiston metsäosaston, Paikkatietokeskus FGI:n ja Shinshun yliopiston (Japani) välillä on tuottanut uusia menetelmiä puiden mittaamiseen.

Nykyaikaiset kaukokartoitusmenetelmät avaavat kaiken aikaa uusia mahdollisuuksia metsien kartoitukseen ja seurantaan eri mittakaavatasoilla alkaen yksittäisistä puista, tai jopa neulasista,  globaaleihin sovelluksiin asti. 

Maastolaserkeilain on laite, jonka avulla voidaan mitata ympäristön 3D-rakenne tarkasti ja tuottaa erilaisia ympäristöä kuvaavia malleja. Maastolaserkeilainten avulla voidaan digitoida metsiä, jolloin metsän tilannekuva tallentuu mitatulta alueelta lähes yksittäisen neulasen tarkkuudella. Informaation avulla voidaan selvittää muun muassa puiden rakennetta, biomassaa, puun laatua, lahopuun määrää ja puiden elinvoimaisuutta.

Tarkan kolmiulotteisen tiedon lisäksi maastolaserkeilan mittaa kohteesta heijastuneen laservalon määrää. Kun laser on säädetty tietyille vedelle herkille infrapuna-aallonpituuksille, voidaan heijastuksen muutoksesta päätellä, että mitattavan kohteen vesipitoisuus on muuttunut. Hiljattain julkaistussa tutkimuksessa kehitettiin uusi menetelmä, jolla voidaan mitata pieniä vuorokauden aikaisia muutoksia lehtien ja neulasten vesipitoisuudessa metsässä. Puiden vesipitoisuuden mittaaminen on käsin äärimmäisen työlästä ja aikaa vievää, joten tutkijat tarvitsevat uusia menetelmiä, jotta puiden vesidynamiikkaa voidaan ymmärtää paremmin.

– Ilmastonmuutos on uhka maailman metsien elinvoimaisuudelle, koska veden saatavuus muuttuu. Kuivuusjaksoista tulee intensiivisempiä ja pidempiä, mikä aiheuttaa puukuolemia. Tarvitsemme enemmän tietoa puiden vesidynamiikasta, jotta voimme ymmärtää paremmin muuttuvan ympäristön vaikutusta metsiimme, kommentoi tutkijatohtori Samuli Junttila Itä-Suomen yliopistosta.

– Puiden vesipitoisuuden mittaamiseen liittyvä tutkimus on jatkumoa yhteistyölle, jota on tehty yli 20 vuotta Helsingin yliopiston, Maanmittauslaitoksen paikkatietokeskuksen (NLS/FGI) sekä Aalto-yliopiston eli entisen TKK:n kesken. Vuosina 2014-2019 yhteistyön lähtökohtana oli Suomen Akatemian rahoittama laserkeilaustutkimuksen huippuyksikkö. Junttilan tutkimuksessa yhteistyöverkosto on laajentunut kattamaan myös Itä-Suomen yliopiston. Kyseessä on hyvä esimerkki hankkeesta, jossa tarvitaan usean eri tieteenalan osaamista, kuvailee professori Markus Holopainen Helsingin yliopiston metsätieteiden osastolta.

Katso tutkimusta esittelevä video.

Alkuperäinen julkaisu

Terrestrial laser scanning intensity captures diurnal variation in leaf water potential

Lisätietoja