برآورد زیتوده و ذخیره کربن جنگل های مانگرو با استفاده از متغیرهای مستخرج از تصاویر پهپاد

جنگل های مانگرو به عنوان بوم سازگان های کربن آبی مهم شناخته می شوند زیرا نقش مهمی در ترسیب کربن در بین بوم سازگان های ساحلی دارند. بنابراین، برآورد دقیق زیتوده جنگل های مانگرو یک امر ضروری است. این در حالی است که ارزیابی میزان ذخیره کربن روی زمینی در جنگل های مانگرو به اندازه‌ گیری دقیق زیتوده درختان متکی است، که به طور سنتی، زمان بر و پر هزینه است. در این مطالعه با استفاده از تصویربرداری پهپاد مجهز به سنجنده رنگی واقعی و اندازه‌ گیری ارتفاع و عرض تاج درختان و نمونه‌ برداری و اندازه گیری کربن خاک در سه سایت جنگلی سیریک، قشم و خمیر، ذخیره کربن موجود در درختان و خاک مورد بررسی قرار گرفت. ایجاد موزاییک تصویر برای استخراج متغیر عرض تاج با استفاده از الگوریتم ساختار حرکت مبنا و مدل ارتفاع تاج برای استخراج ارتفاع درختان با تفاضل دو لایه مدل رقومی زمین و مدل رقومی سطح به دنبال تصویربرداری در آبان 1400 انجام شد. بعد از برآورد مقدار زیتوده با توجه به دو متغیر قطر تاج و ارتفاع درختان، مقدار ذخیره کربن روی زمینی به دست آمده از اطلاعات استخراج‌شده از تصاویر پهپاد در سه سایت سیریک، خمیر و قشم به ترتیب برابر 63/11، 97/7 و 87/9 تن در هکتار به دست آمد. ذخیره کربن خاک نیز در دو عمق 0 تا 15 سانتی‌متر و 15 تا 30 سانتی‌متر با استفاده از روش والکلی-بلک اندازه‌ گیری شد که مقدار 98/67، 9/81 و 85 تن در هکتار و 2/187، 53/133 و 7/113 را برای سایت های سیریک، خمیر و قشم نشان داد. این تحقیق نشان می‌دهد که داده‌های پهپاد برای برآورد متغیرهای مربوط به تک پایه های درختی در جنگل های مانگرو با شرایط عبور و مرور دشوار دارای قابلیت بالا بوده و متعاقب برآورد متغیرهای ارتفاع و عرض تاج، برآورد موجودی جنگل و ذخیره کربن بر پایه متغیرهای به دست آمده در جنگل‌های مانگرو نسبتاً همگن قابل انجام است. به‌ویژه به این دلیل که این بوم سازگان‌ ها، محیط‌هایی هستند که اغلب دور، غیرقابل دسترس یا کار کردن در آن ها دشوار است. 

estimating biomass and carbon storage of mangrove forests using uav-image-derived variables

mangrove forests are known as important sea carbon ecosystems because they play an important role in carbon sequestration among coastal ecosystems. this coastal ecosystem has 10 to 50 times more carbon sequestration capacity compared to terrestrial ecosystems, and among the most productive systems, they can effectively reduce climate change. therefore, an accurate estimation of the biomass of mangrove forests is a necessity. meanwhile, the evaluation of the terrestrial carbon storage in mangrove forests relies on the accurate measurement of tree biomass, which is traditionally time-consuming and expensive. in this study, height and crown diameter was estimated by using uav equipped with an rgb sensor; following sampling and measuring soil carbon in three forest sites of sirik, qeshm, and khamir, the carbon storage in trees and soil was investigated. orthophoto mosaic and dense point cloud were created based on structure from motion algorithm. crown diameters were extracted from orthophotos. the canopy height model was extracted by subtracting the digital surface model and digital terrain model which were derived from point cloud. tree heights were extracted from the canopy height model following imaging in november 2021. considering that there was no significant difference between the measured variables on the ground and the extracted variables from the uav images, the data obtained from the uav images and allometric equations were used to estimate the aboveground carbon storage.  after estimating the biomass according to the two variables of crown diameter and tree height, the carbon storage on land obtained from the information extracted from uav images in the three sites of sirik, khamir, and qeshm was obtained at 11.63, 7.97, and 9.87 t/ha respectively. the soil carbon was also measured at two depths of 0 to 15 cm and 15 to 30 cm using the walkley-black method, and the values were shown as 67.98, 81.9, 85 t/ha, and 187.2, 133.53, and 113.7 for sirik, khamir, and qeshm sites. this research shows that uav data has a high ability to estimate the variables related to individual trees in forest areas with difficult traffic conditions, and subsequently to estimate the height and crown diameter variables, estimate the forest stock and carbon storage based on the mentioned variables. it can be achieved in relatively homogeneous mangrove forests. especially because these ecosystems are environments that are often inaccessible or difficult to work in.