Спутниковые наблюдения помогли обнаружить признаки стресса в лесах на западе США примерно за два года до того, как массовую гибель деревьев зафиксировали воздушные обследования. Ученые из Университета Юты показали, что снижение активности фотосинтеза может предупреждать о будущем поражении леса короедами. Результаты работы опубликованы в журнале Remote Sensing of Environment.
Исследователи использовали данные прибора TROPOMI на европейском спутнике Sentinel-5P. Он измеряет солнечно-индуцированную флуоресценцию — слабое красное свечение, которое растения испускают во время фотосинтеза. Когда деревья испытывают стресс, их способность использовать солнечный свет снижается, и свечение становится слабее. В отличие от обычных спутниковых показателей, таких как зеленость кроны, этот сигнал позволяет заметить изменения в работе растений даже тогда, когда их внешний вид еще не успел поменяться.
Команда сравнила леса, где впоследствии произошла гибель деревьев из-за короедов или лесных пожаров, с похожими участками, не пострадавшими от этих факторов. В лесах, которым предстояло столкнуться с короедами, ученые обнаружили значительное снижение флуоресценции примерно за два года до первых признаков болезни деревьев.
«Я не знаю другого инструмента, который мог бы обнаружить такой сигнал до того, как гибель деревьев станет очевидной, причем на масштабе, достаточно большом для оценки состояния целых лесов», — отметил ведущий автор исследования Льюис Куник. Полученные результаты могут дать лесным службам время на обследование территорий и подготовку специалистов.
Авторы также проверили метод на лесах, пострадавших от пожаров. Снижение флуоресценции соответствовало количеству погибшей растительности, а после пожара спутниковые данные позволили отслеживать восстановление экосистемы. Исследователи считают, что такой подход в будущем поможет фиксировать изменения способности лесов поглощать углекислый газ, что важно для отслеживания климата.
При этом ученые подчеркивают, что сигнал не позволяет определить причину стресса или точно предсказать гибель деревьев. На флуоресценцию влияют засуха, насекомые, сезонные изменения роста и другие факторы. Однако авторы считают, что она может стать важным инструментом раннего предупреждения о состоянии лесов, особенно на фоне учащения засух, пожаров и вспышек численности вредителей.
Ранее ученые выяснили, что леса выделяют углекислый газ быстрее, чем поглощают.