حوّل فريق بحثي بقيادة جامعة كامبريدج عمليات المسح بالليزر التي جُمعت من طائرة خفيفة إلى خرائط ثلاثية الأبعاد مفصّلة لحديقة كيرنغورمز الوطنية في اسكتلندا، وتلتقط الصور الناتجة شيئًا نادرًا ما يُوثَّق على هذا النطاق: عودة الغابات الأصلية للانتشار عبر أراضٍ غابت عنها الأشجار لقرون.
غطى المسح 569 كيلومترًا مربعًا (كم²) من الحديقة الوطنية وحدّد أكثر من 6 ملايين شجرة فردية، مع تسجيل الارتفاع الدقيق لكل واحدة منها. ويقل ارتفاع نحو 2.65 مليون من تلك الأشجار — أي ما يزيد قليلًا على 40 في المئة من الإجمالي — عن 5 أمتار (16 قدمًا)، مما يصنّفها كأشجار صغيرة تتجدد طبيعيًا وليست بقايا غابة أقدم.
يوثّق هذا العمل قصة نجاح مبكرة لشراكة كيرنغورمز كونكت لاستعادة الطبيعة، التي يمتد نهجها لإدارة الغزلان على مستوى المناظر الطبيعية عبر 60,000 هكتار. ووفقًا للفريق، فقد استقرت ملايين الأشجار الصغيرة طبيعيًا بعد زيادة عمليات إعدام الغزلان في منطقة الشراكة.
كيف نُفّذ مسح كيرنغورمز
جاءت البيانات الخام من LiDAR، وهي تقنية مسح بالليزر تقيس المسافة عبر توقيت المدة التي تستغرقها نبضات الضوء للارتداد عن أي شيء تصطدم به. وقد ثُبّت الجهاز في طائرة خفيفة حلّقت على ارتفاع 600 متر (نحو 2,000 قدم) فوق سطح الأرض، ومسحت مساحة شاسعة من الحديقة، وبنَت سحابة كثيفة من نقاط القياس في الأسفل.
تطلّب تحويل سحابة النقاط تلك إلى جرد شجرة بشجرة نهجًا تحليليًا جديدًا. وطوّر فريق كامبريدج طريقة مدعومة بالذكاء الاصطناعي لمعالجة عمليات المسح، ما أتاح لهم تمييز الأشجار الفردية عن الغطاء النباتي والتضاريس المحيطة عبر منطقة المسح بأكملها — وهي مهمة سيكون تنفيذها يدويًا غير عملي عند هذا المستوى من الدقة والنطاق.
وللتحقق من موثوقية النتائج الآلية، أجرى الباحثون قياسات نقطية على الأرض وقارنوها بما أظهرته الخرائط. وقد أكّدت تلك الفحوصات الميدانية دقة الأشجار المرسومة على الخرائط، مما منح الفريق ثقة بأن الجرد الرقمي يعكس ما ينمو فعليًا في الحديقة.
ما تُظهره الخرائط
تتميز الصور الناتجة بمستوى غير معتاد من التفصيل. فبدلًا من تصوير الغابة كرقعة خضراء معمّمة، فإنها تُظهر كل شجرة وارتفاعها، مما يجعل من الممكن رؤية أين تتركّز إعادة النمو وأين تكون في بداياتها فقط.
- تحديد أكثر من 6 ملايين شجرة فردية عبر منطقة المسح البالغة 569 كم².
- قياس ارتفاع كل شجرة، وليس مجرد عدّها.
- 2.65 مليون شجرة — أي ما يزيد قليلًا على 40 في المئة — يقل ارتفاعها عن 5 أمتار، مما يشير إلى تجدد طبيعي حديث.
- استخدام قياسات نقطية أرضية للتحقق من دقة النتائج المرسومة على الخرائط.
تجمّعات إعادة النمو عند حدود الغابة — وما بعدها
توجد الأشجار الصغيرة المتجددة في الغالب قرب حواف الغابات القائمة، حيث يُرجّح أن تستقر البذور. وهذا النمط هو ما يتوقعه علماء البيئة من الانتشار الطبيعي للبذور، ويشير إلى أن النمو الجديد يشعّ إلى الخارج من الغابات القائمة بدلًا من ظهوره عشوائيًا عبر المناظر الطبيعية.
لكن الخرائط كشفت أيضًا تفصيلًا أكثر إثارة للدهشة: بعض الأشجار الجديدة استقرت على مسافة تزيد على نصف كيلومتر من أقرب حافة غابة. وتشير هذه الحالات الشاذة إلى المدى الذي يمكن أن تنتقل إليه البذور، وتلمّح إلى إمكانية انتشار الغابات في أراضٍ مفتوحة تتجاوز بكثير خط الأشجار الحالي.
نوع الموطن يحدد أماكن ترسّخ الأشجار
لم تكن كل بقعة أرض متقبلة بالقدر نفسه. فقد وجد المسح أن عددًا أقل من الأشجار الجديدة استقر في المناطق المستنقعية مقارنة بالأراضي العشبية الجافة، مما يدل على أن ظروف الموطن المحلية تلعب دورًا مهمًا في تحديد أماكن نجاح إعادة النمو. ويهمّ هذا التمييز أي شخص يحاول التنبؤ بسرعة تعافي المناظر الطبيعية، لأنه يعني أن تقدم الاستعادة لن يكون متجانسًا في حديقة بهذا الحجم.
إدارة الغزلان على مستوى المناظر الطبيعية
لم يحدث التعافي الموثّق في الخرائط من تلقاء نفسه. فقد جاء بعد نهج منسّق لإدارة الغزلان عبر 60,000 هكتار تابعة لشراكة كيرنغورمز كونكت، وهي مساحة أكبر بكثير من ضيعة أو محمية واحدة. وترتبط زيادة عمليات إعدام الغزلان بالاستقرار الطبيعي لملايين الأشجار الصغيرة الظاهرة الآن في بيانات LiDAR.
ويُعدّ هذا التأطير على مستوى المناظر الطبيعية محوريًا في النتيجة. ولأن الشراكة تعمل عبر مساحة متصلة من الحديقة الوطنية بدلًا من أجزاء معزولة، فإن الشتلات التي تنبت في منطقة ما تجد متسعًا للانتشار في الأراضي المجاورة. وتقدّم الخرائط رؤية على مستوى الشجرة لما أنتجه هذا النهج حتى الآن.
أداة جديدة لرصد استعادة الطبيعة
إلى جانب النتائج المحددة في كيرنغورمز، يوضّح المشروع طريقة رصد يمكن تطبيقها على جهود الاستعادة في أماكن أخرى. ووصف الدكتور ألاند تشان من جامعة كامبريدج دقة ورسم الخرائط على هذا النطاق بأنه إنجاز.
وقال تشان: "القدرة على رسم الأشجار المتجددة بهذه الدقة، وعلى هذا النطاق الهائل، إنجاز لرصد استعادة الطبيعة على مستوى المناظر الطبيعية. وهذا يعني أننا نستطيع فعليًا رسم الأشجار الصغيرة، وتقييم ما إذا كانت أهداف الاستعادة تتحقق، وإرشاد أعمال الاستعادة المستقبلية."
وتعالج هذه القدرة مشكلة طويلة الأمد تواجه برامج الاستعادة الكبيرة. فعدّ الأشجار الصغيرة يدويًا عبر مئات الكيلومترات المربعة ليس ممكنًا، وغالبًا ما تجد صور الأقمار الاصطناعية صعوبة في تمييز الأفراد الصغيرة تحت الغطاء النباتي الأطول أو بجانبه. أما LiDAR المحمول جوًا مقترنًا بالتحليل الآلي فيقدّم مسارًا وسطًا: تغطية واسعة بدقة كافية لعزل الشتلات الفردية وتسجيل مدى نمو ارتفاعها.
ويمكن أن تحوّل عمليات المسح المتكررة تلك اللقطات إلى صورة متحركة، مما يتيح لمديري الأراضي تتبع ما إذا كانت إعادة النمو تتسارع أو تتعثر أو تنتقل إلى أنواع مواطن جديدة مع الوقت. وتكون بيانات الارتفاع مفيدة بشكل خاص في هذا السياق، لأن مجموعة الأشجار المتنامية ستظهر كتوزيع متصاعد من القياسات من مسح إلى آخر.
ماذا تعني نتيجة كيرنغورمز
الرقم الرئيسي — أكثر من 6 ملايين شجرة — لافت بحد ذاته، لكن النتيجة الأكثر أهمية قد تكون النمط الكامن وراءه. فإعادة النمو تحدث طبيعيًا، وعلى نطاق واسع، وفي الغالب في أماكن تكون فيها الظروف مناسبة: قرب مصادر البذور، وعلى أراضٍ عشبية جيدة التصريف، وداخل منطقة إدارة كبيرة بما يكفي لإعطاء الغابات الصغيرة مساحة للتوسع.
لا تمثّل خرائط كيرنغورمز غابة مكتملة. إنها تُظهر بدايات التعافي، مركّزة في أشجار صغيرة ستستغرق عقودًا لتنضج وتصبح غابة كثيفة. ومع ذلك، فهي تقدّم شيئًا كثيرًا ما افتقرت إليه شراكات الاستعادة: خط أساس دقيق وقابل للتحقق يُظهر أن تدخلًا على مستوى المناظر الطبيعية يحقق نتائج قابلة للقياس على الأرض.
يعتمد هذا المقال على تقرير من Phys.org. اقرأ المقال الأصلي.
Originally published on phys.org
