Wetenschap - 5 december 2002

Radarbeelden helpen het Zuid-Amerikaanse regenwoud in kaart te brengen

Radarbeelden helpen het Zuid-Amerikaanse regenwoud in kaart te brengen

Colombiaanse biologe: 'We moeten het bos beheren op basis van actuele en nauwkeurige gegevens'

Biologe en remote sensing-specialist dr Marcela Qui?ones pleit voor een grootscheepse radarcampagne in Colombia en omringende landen. Ze is niet op zoek naar El Dorado; ze is ge?nteresseerd in de voortdurende boskap en afnemende biodiversiteit in het Zuid-Amerikaanse regenwoud. Gedetailleerde en actuele kaarten zijn momenteel schaars.

"Onwetendheid is een van de belangrijkste oorzaken van slecht beheer van het Colombiaanse regenwoud. We weten niet wat er in ons bos gebeurt mede doordat onze kaarten niet up-to-date zijn. De meeste zijn 20 tot 30 jaar oud", vertelt Qui?ones.

De 37-jarige biologe, werkzaam in het remote sensing-team van dr. Dirk Hoekman van de sectie waterhuishouding van de universiteit, zet zich al jaren in om het regenwoud in haar thuisland Colombia en omringende landen in kaart te brengen. In het kader van haar promotieonderzoek heeft ze technieken ontwikkeld om complexe radargegevens automatisch te verwerken, resulterend in kaarten van het snel veranderende landgebruik, overstromingsvlakten en verschillende bostypen.

Radarsystemen hebben een voordeel ten opzichte van optische systemen aan boord van satellieten: Ze kunnen dwars door wolken heen kijken. Niet onbelangrijk voor het Amazonegebied dat vaak grotendeels gehuld is in een wolkendek.

Qui?ones heeft voordat ze in 1992 aan haar werk met radargegevens begon, diverse ecologische veldstudies uitgevoerd in tropische bossen. In Panama werkte ze mee aan de herintroductie van iguana's en in haar thuisland Colombia heeft ze baanbrekend onderzoek verricht naar de verspreiding en het gedrag van apen.

DC-8

De biologe stuitte daarbij continu op het probleem dat er geen betrouwbare en actuele kaarten van het bos voorhanden waren. "Ik besloot me toen te verdiepen in de verwerking van satellietgegevens en radargegevens die worden verzameld met vliegtuigen. Die kunnen ons waardevolle, up-to-date informatie verschaffen over het regenwoud: de biodiversiteit, natuurlijke processen zoals overstromingen en ook menselijke ingrepen zoals de aanleg van wegen, boskap en mijnbouwactiviteiten." Qui?ones vertelt dat men in Colombia - maar ook in landen als Brazili? en Venezuela - het regenwoud nog steeds neigt te zien als een eindeloos gebied met een onuitputtelijke rijkdom. "Dat is niet re?el meer. We moeten het bos beheren op basis van actuele, en nauwkeurige gegevens."

Qui?ones laat met haar onderzoek zien dat met name radarsystemen die golven met meerdere golflengtes uitzenden, waardevolle informatie geven over het regenwoud. Zij heeft gewerkt met AirSAR-opnamen die zijn gemaakt door de NASA in 1993 over delen van het Amazonegebied in Colombia, Guyana en Suriname. De NASA voert sinds 1988 met een DC-8 vliegtuig opnamen uit met dit experimentele systeem. De Verenigde Staten is het belangrijkste onderzoeksgebied, maar het vliegtuig komt ook regelmatig in andere landen.

Het AirSAR-systeem zendt radargolven uit naar het aardoppervlak, een deel van die golven worden teruggekaatst en opgevangen door het systeem. De eigenschappen van die radargolven, zoals de intensiteit en richting van de oscillaties, geven informatie over het terrein en de vegetatie. "Het mooie is dat de radargolven van AirSAR drie verschillende golflengten hebben. De kortgolvige straling wordt vooral weerkaatst door de boomtoppen, de langgolvige straling dringt dieper het bos in, tot in de bovenste bodemlagen. Dit verschaft ons informatie over verschillende niveaus van het regenwoud, dat we zo beter kunnen karakteriseren. "

Kolonisatie

Qui?ones vervaardigde gedetailleerde kaarten van twee proefgebieden in het Colombiaanse regenwoud in het zuidoosten van het land: de eerste locatie is San Jose del Guaviare, een gekoloniseerd gebied waar boeren het bos kappen om hun akkers uit te breiden. De tweede, meer zuidelijk gelegen locatie, Araracuara, is een ongerept natuurlijk bos langs de Caqueta-rivier, een zijrivier van de Amazone.

"De kaart van San Jose del Guaviare laat duidelijk zien waar nog ongerept bos voorkomt en waar het recentelijk is gekapt", vertelt Qui?ones. "De kolonisatie van het regenwoud voltrekt zich oostwaarts, de wegen volgend. Maar het patroon en tempo wordt tot op heden niet goed in de gaten gehouden en van een beleid om de kolonisatie te controleren is geen sprake. Dit soort radarbeelden kunnen daarom van grote waarde zijn. De Colombiaanse regering kan met behulp hiervan hopelijk meer rationele beslissingen nemen over het Amazonegebied, en actie ondernemen om de kolonisatie in goed banen te leiden."

Om de biodiversiteit in de nog ongerepte bossen goed in kaart te brengen, blijken de radarbeelden ook zeer nuttig, vertelt Qui?ones. Zij maakt zich onder andere zorgen om de bedreigde bossen aan de voet van het Andesgebergte en de laaglandbossen dieper in het binnenland.

De verschillende bostypen in het laagland, zoals de palmenbossen en de typisch drassige bossen in de riviervlakten, zijn in het veld goed te onderscheiden, maar zijn ook te detecteren op basis van de AirSAR-radargegevens. Qui?ones ontdekte dat de diverse bostypen in het Amazonegebied elk een typisch patroon laten zien in de gereflecteerde radargolven. Ook kon ze veenlagen en overstroomde gebieden detecteren. Ze lette hierbij onder andere op de intensiteit van teruggekaatste radargolven met verschillende golflengtes. "Elk type bos heeft als het ware een eigen handtekening, die je - als je goed kijkt - kan terugzien in de radarbeelden." Qui?ones vertoefde vier maanden in het regenwoud om de boskenmerken in het veld te checken. "Samen met twee assistenten uit de lokale gemeenschap hebben we wel zo'n 100.000 bomen opgemeten."

Landmijnen

Aan de hand van veldgegevens berekende Qui?ones dat haar kaarten een betrouwbaarheid hebben van 70 tot 95 procent. Vergelijkbare satellietbeelden geven hoogstens een betrouwbaarheid van 70 procent. Satellieten zoals de Europese ERS-satelliet zijn ook uitgerust met radar, maar de meeste zenden radargolven uit met een kleiner golflengtebereik, waardoor de vertaalslag naar terreinkenmerken moeilijker is.

De biologe hoopt dat binnen een aantal jaren een radarmeetcampagne vergelijkbaar met AirSAR wordt uitgevoerd boven het hele Amazonegebied. "Het is misschien wel duur, maar we krijgen dan wel goede kaarten. We kunnen de biodiversiteit nauwkeurig in kaart brengen, zodat we bijvoorbeeld nieuwe natuurreservaten kunnen aanwijzen. En wie weet worden er in de toekomst nog nieuwe steden opgericht in het Amazonegebied, zoals Manaus en Brasilia in Brazili?. Het is dan handig om te weten welke gebieden regelmatig overstroomd worden en of er geen bijzonder waardevol bos op die plek staat."

Qui?ones wijst er wel op dat waarnemingen vanuit vliegtuigen of satellieten nooit geheel veldinventarisaties kunnen vervangen. Die blijven nodig voor validatie van technieken om remote sensing-gegevens te vertalen in kaarten. In de binnenlanden van Colombia is veldonderzoek wel een gevaarlijke onderneming, aangezien daar al jaren een strijd woedt tussen guerilla's en regeringstroepen. Het was voor Qui?ones bijvoorbeeld zaak om de landmijnen te ontwijken. Gelukkig had ze haar twee assistenten, die elke dag de juiste route aangaven door de akkers en bossen.

Hugo Bouter

Fotobijschrift:

Dr Marcela Qui?ones: "Elk type bos heeft als het ware een eigen handtekening, die je kan terugzien in de radarbeelden."

Radarsystemen kunnen dwars door wolken heen het Amazonegebied in beeld brengen.

Re:ageer