Le savane costituiscono uno dei più grandi habitat del mondo, copre circa un quinto della superficie terrestre. Si trovano principalmente nell'Africa subsahariana. Le savane ospitano non solo una fauna selvatica unica, tra cui i "Big Five" - ​​l'elefante africano, rinoceronte, Bufalo del Capo, leopardo e leone – ma anche a migliaia di specie vegetali endemiche come il baobab, o albero del pane delle scimmie.

"Cosa c'è di più, le savane svolgono un ruolo significativo nel ciclo globale del carbonio e quindi influenzano i cicli climatici del pianeta, " dice Victor Odipo dell'Università Friedrich Schiller, Jena (Germania). La capacità delle savane di immagazzinare il gas serra anidride carbonica è in definitiva determinata dalla quantità di biomassa legnosa fuori terra, aggiunge Odipo, un dottorando presso la sezione Telerilevamento dell'Istituto di Geografia. Finora, anche se, è stato difficile misurare questo importante indicatore, con gli attuali modelli climatici che si basano su stime approssimative del carbonio. Però, un team di geografi delle università di Jena e Oxford, e dall'Istituto federale tedesco per le geoscienze e le risorse naturali, è ora riuscito a stabilire una metodologia che consente loro di misurare la biomassa fuori terra delle savane e registrare anche cambiamenti minori nell'ecosistema. Hanno presentato i loro risultati nella rivista specializzata "Forests" (DOI:10.3390/f7120294).

Modello tridimensionale del paesaggio

I ricercatori dell'Università di Jena utilizzano sia i dati radar registrati dai satelliti sia i dati di scansione laser raccolti da terra. "I dati radar possono registrare la biomassa su aree geografiche più vaste, data la sua copertura, ma fornisce informazioni insufficienti sulla struttura della vegetazione a scale localizzate, " spiega Victor Odipo. Tipico della savana è la sua struttura simile a un patchwork:un misto di erba e arbusti con alberi di altezze molto diverse, sia in piedi da soli o in patch. Per registrare dettagliatamente questa struttura ed essere in grado di convertirla in biomassa, i dati satellitari sono integrati da misurazioni a terra. Per questo scopo, viene utilizzato uno scanner laser terrestre (TLS), che scansiona l'ambiente circostante con un raggio laser entro un raggio di diverse centinaia di metri. "Questo ci fornisce un modello digitale tridimensionale completo del paesaggio, che consente un'analisi precisa della struttura della vegetazione, "dice Jussi Baade, professore associato di Geografia Fisica presso l'Università di Jena.

Dopo approfondite prove iniziali nella foresta di Stadtrodaer e sui pendii della valle della Saale vicino a Jena, i ricercatori hanno ora applicato la loro metodologia alla savana del Kruger National Park in Sud Africa. In un'area di circa nove chilometri quadrati per la quale sono disponibili dati radar satellitari, hanno raccolto dati di scansione laser da più di 40 grafici, e integrato questi dati in un modello per il calcolo della biomassa. "I dati di scansione laser raccolti da punti selezionati forniscono risultati significativamente più precisi rispetto al radar satellitare, " nota Christian Berger, coautore dello studio e responsabile del progetto di ricerca su cui si basa la tesi di dottorato di Victor Odipo. "Ma da solo, e a causa della minore copertura rispetto ai dati aerei, questo metodo non è adatto per indagare su vaste aree." Come mostra questo studio, però, la combinazione dei due metodi consente di stimare la biomassa con un range da 2,9 tonnellate per ettaro nelle aree a prato e arbusti a 101,6 tonnellate per ettaro nelle aree alberate.

Monitoraggio dei cambiamenti nell'ecosistema

Questi risultati non possono essere utilizzati per creare nuovi modelli climatici. "Abbiamo anche bisogno di dati affidabili per monitorare i cambiamenti nell'ecosistema della savana, " dice Victor Odipo. Indica una sorprendente scoperta accidentale:le misurazioni dei ricercatori hanno mostrato che la biomassa di una parte sostanziale dell'area di studio nel Kruger National Park sta diminuendo di anno in anno. "Non ce lo aspettavamo, "dice Odipo, "dato che questa è una riserva naturale." Si è scoperto, però, che questi cambiamenti - a differenza di quelli nella maggior parte delle aree non protette - non erano principalmente il risultato dell'attività umana, ma piuttosto opera di elefanti, che abbattono un gran numero di alberi.

Questo studio è stato sostenuto dal German Academic Exchange Service (DAAD), la Fondazione tedesca per la ricerca (DFG), e il Ministero federale dell'istruzione e della ricerca (BMBF). Il laser scanner terrestre è stato acquisito con l'aiuto dei fondi EFRD del Libero Stato di Turingia.