Functionele diversiteit van planten varieert sterk door seizoenscycli en nat-droge periodes, blijkt uit satellietbeelden
De geografische locatie van alle EnMAP-scènes die voor de studie zijn geëvalueerd. Elke rode stip vertegenwoordigt één scène. De twee lijnen markeren de Kreeft- en Steenbokskeerkring, die de dataset in drie zones verdeelt. Credit: Daniel Mederer
De functionele diversiteit van planten is in de loop van de tijd sterk dynamisch en fluctueert aanzienlijk. Het wordt beïnvloed door seizoenscycli en nat-droog periodes, en varieert afhankelijk van de regio. Dit zijn de bevindingen van onderzoekers van de Universiteit van Leipzig, de Universiteit van Freiburg en de Aarhus Universiteit in Denemarken.
Een onderzoeksteam onder leiding van ecoloog Daniel Mederer van de Universiteit van Leipzig analyseerde meer dan 4.000 satellietbeelden die tussen juni 2022 en september 2024 op verschillende locaties over de wereld zijn genomen. Hun studie is gepubliceerd in het tijdschrift Communications Earth & Environment.
“We wilden achterhalen hoe groot de temporele veranderingen in functionele diversiteit zijn over verschillende regio’s op aarde, en of simpele dataverzamelingsmethoden de informatie kunnen bieden die we nodig hebben. Dankzij een nieuwe tijdreeks van beelden van de EnMAP-satelliet en het gebruik van kunstmatige intelligentie voor data-analyse, is dit nu voor het eerst mogelijk gemaakt,” legt Mederer uit, die onderzoek doet aan het Instituut voor Aardwetenschappen en Remote Sensing.
Een enkele momentopname is volgens hem niet voldoende om biodiversiteit in al zijn dimensies vast te leggen en te begrijpen. Door satellietbeeldanalyse te combineren met AI, hebben de onderzoekers inzichten verkregen in wereldwijde biodiversiteitspatronen die met traditionele methoden niet mogelijk zouden zijn.
Hoewel de nieuwe technologieën gevestigde benaderingen niet kunnen vervangen, voegt Mederer eraan toe dat ze een waardevolle aanvulling bieden voor een beter begrip van ecosystemen.
De onderzoekers gebruikten AI-algoritmen om plantkenmerken af te leiden uit de satellietscènes. Op basis van deze kenmerken berekenden ze vervolgens kwantitatieve maatregelen van functionele diversiteit, dat wil zeggen, de verschillende rollen en eigenschappen van planten binnen een habitat.
Hun doel is om kaarten van functionele plantendiversiteit zo betrouwbaar mogelijk te maken. Dit is onder andere belangrijk voor wereldwijde modellen en voor het monitoren van ecosystemen in het kader van klimaatverandering, aangezien dergelijke producten als beslissingscriteria kunnen worden gebruikt, legt Mederer uit.
“Vervolgens zijn we van plan om de ruimtelijke resolutie van de EnMAP-satellietscènes te verbeteren met behulp van een algoritme voor het verscherpen van beelden, zodat we ook kleinschalige verschillen kunnen vastleggen,” voegt hij toe. “Dat zou ons in staat stellen om veranderingen in functionele plantendiversiteit met nog meer nauwkeurigheid weer te geven,” benadrukt Mederer.
Tot nu toe was de ruimtelijke resolutie van de satellietbeelden 30 meter. Hierdoor observeerden de onderzoekers veranderingen in functionele diversiteit op landschapsniveau in plaats van voor individuele planten.
Bovendien was de beschikbaarheid van gegevens niet consistent over alle regio’s van de wereld. Zo kon het team de toendra- en boreale bossen niet analyseren omdat er niet genoeg EnMAP-scènes beschikbaar waren voor deze gebieden.
Ook bleken wolken problematisch te zijn, aangezien ze vaak de vegetatie tijdens veel seizoenen verbergen, merkt Mederer op. Bovendien konden de onderzoekers geen informatie verkrijgen over kenmerken van de ondergroei of over plantkenmerken die niet zichtbaar zijn in het vegetatiekappen.
