Virtuell skog i Vestfold

God oversikt over skogressursene gir bedre utnyttelse og større verdiskaping. En ny metode gjør det nå mulig å beskrive også mindre skogområder ved hjelp av data fra tredimensjonale flyfoto.

Publisert
Her er skogen presentert med kunstige farger som en tredimensjonal punktsky basert på overlappende flyfotografier i farger og infrarødt. (Foto: (Illustrasjon: Johannes Breidenbach/Skog og landskap))
Her er skogen presentert med kunstige farger som en tredimensjonal punktsky basert på overlappende flyfotografier i farger og infrarødt. (Foto: (Illustrasjon: Johannes Breidenbach/Skog og landskap))

Landsskogtakseringen

Tall fra Landsskogtakseringen viser at vi har cirka ni milliarder trær i Norge, og at de til sammen binder over 800 millioner tonn CO2, og at det hvert år bindes rundt 26 millioner tonn CO2 via trærnes fotosyntese.

Feltarbeiderne oppsøker egne utvalgte prøveflater og måler alle trærne med en diameter i brysthøyde på mer enn fem centimeter som ligger innenfor en sirkelflate på 250 kvadratmeter.

Landsskogtakseringens prøveflater er sirkulære, med et areal på 250 kvadratmeter. Innenfor sirkelen måles alle trærne som har en diameter i brysthøyde på mer enn fem centimeter, og i tillegg registreres over 80 ulike parametere, slik som diameter, høyde, alder, antall døde stående og liggende trær, grad av forråtnelse, og hva slags vegetasjon det er på bakken.

Hvert tre på prøveflaten stedfestes og hver prøveflate blir besøkt med fem års mellomrom.

Landsskogtakseringen er en slags skogens Statistisk sentralbyrå - de teller og registrerer hvor mye skog det finnes i Norge. Målingen foregår på utvalgte prøveflater over hele landet.

De får ofte spørsmål fra skogbrukssjefer og skogeiere om hvor mye skog som finnes i en kommune, eller hvor mye karbon som er bundet opp i trærne i kommunens skoger eller verneområder.

- Det er ikke alltid så lett å svare på slike spørsmål, arealene er for små til at vi kan benytte tallene fra Landsskogtakseringen, forteller Johannes Breidenbach, forsker ved Klimasenteret på Norsk institutt for skog og landskap.

Landsskogtakseringen startet allerede i 1919, da frykten var at skogen skulle forsvinne på grunn av mye hogst og lite planting.

I dag er situasjonen motsatt, vi har tre ganger så mye skog, men det hogges omtrent like mye som på 1920-tallet.

Bedre statistikk

Og nå er temaet for Breidenbach og hans kolleger ved Skog og landskap: hvordan lage en mer detaljert og kostnadseffektiv skogstatistikk.

I Landsskogtakseringens overvåkingssystem er hele landet dekket av mer enn 13 000 prøveflater, de fleste fordelt i et rutenett på 3 x 3 kilometer.

- Måten Landsskogtakseringen er bygget opp på gjør at vi får gode tall på hva slags skog og hvor mye det finnes av den på nasjonalt og regionalt nivå. Men tallene blir ganske usikre for mindre skogområder, forklarer Breidenbach.

Et av de kanskje mest kjente resultatene fra Landsskogtakseringen er estimatene på hvor mye karbon som er bundet i trærne i Norge. For 2009 viser det seg jo at omtrent halvparten av våre utslipp av klimagassen CO2 blir fanget opp av via fotosyntesen til trærne i de norske skoger.

Fra mindre området til større

- Vi ønsker å kunne gi bedre estimater på hvor mye skog som befinner seg også i mindre områder, for eksempel innen en kommune, en større skogeiendom eller et naturreservat, forklarer skogstatistikeren.

Store kommuner har mange prøveflater, mens de mindre kommunene har få prøveflater.

Ved å kombinere data fra heldekkende tredimensjonale flyfoto med prøveflatene, kan forskerne beregne hvordan skogen er, også utenfor selve prøveflatene.

Knut Ole Viken klaver et tre, det vil si å måle diameteren på stammen i brysthøyde. Et tre er definert som større enn 5 cm i brysthøyde. (Foto: Lars Sandved Dalen/Skog og landskap)
Knut Ole Viken klaver et tre, det vil si å måle diameteren på stammen i brysthøyde. Et tre er definert som større enn 5 cm i brysthøyde. (Foto: Lars Sandved Dalen/Skog og landskap)

Som prøvekanin valgte forskerne Vestfold, et fylke med både små og store kommuner.

- Målet vårt var å kombinere målingene på bakken utført i Landsskogtakseringen med tredimensjonale flyfoto for å se om det kunne gi oss bedre og sikrere estimater på hvor mye biomasse, det vil si plantemateriale, det finnes i hver enkelt kommune, forklarer Breidenbach.

Johannes Breidenbach og Rasmus Astrup undersøkte skogene i samtlige 14 kommuner i Vestfold. Resultatet er publisert i European Journal of Forest Research.

Den største kommunen, Larvik, hadde 35 prøveflater, mens den minste, Tjøme, hadde bare en.

På hver prøveflate var det registrert hvor mange trær som vokste der og hvor høye de var. Forskerne hade dermed fasiten på hvor mye skog det var akkurat på der.

Denne såkalte bakkesannheten, kombinert med data fra tredimensjonale flybilder av hele kommunen, ga gode estimater av kommunens skoger.

Skogen sett fra oven

Alle trærne på Landsskogtakseringens 250 kvadratmeter flater blir merket med et nummer og registrert på kartet. (Foto: Lars Sandved Dalen/Skog og landskap)
Alle trærne på Landsskogtakseringens 250 kvadratmeter flater blir merket med et nummer og registrert på kartet. (Foto: Lars Sandved Dalen/Skog og landskap)

Hvert femte år blir hele Norge fotografert fra fly. Dette kalles for omløpsfotografering, og er finansiert gjennom kartsamarbeidet Norge Digitalt og nettstedet norgeibilder.no.

Digitale flybilder utgjør store datamengder, og det krever spesialisert programvare og mye datakraft å beregne alle datapunktene på bildene.

Kartene ble matet inn i egne kartprogrammer som så framstiller bildene som en punktsky som beskriver Vestfold-naturen i tre dimensjoner på dataskjermen.

De tredimensjonale flybildene hjelper forskerne med å beregne hvor mye biomasse, i dette tilfellet tømmer, som står i Vestfolds skoger.

Ut fra den data-genererte 3D-punktskyen kan høyden på trærne beregnes, og siden det er en god korrelasjon, eller sammenheng, mellom høyden på trærne og volumet, så vil flyfotograferingen gi enda bedre og mer nøyaktige estimater på mengden skog i Vestfold.

Målingene fra Landsskogtakseringens prøveflater på bakken blir brukt til å estimere biomassen på trærne i de tredimensjonale flybildene.

Den data-genererte punktskyen fra flyfotograferingen viser høyden på trærne etter at høyden på selve terrenget er trukket fra. I tillegg er det ikke alltid like lett å vite hva som er skog og hva som er myr, hogstfelt eller andre åpne områder i slike tredimensjonale kart.

Dette løst forskerne ved å kombinere flybildene av skogen med annen kartinformasjon, blant annet et detaljert arealressurskart (AR5) som viser hvor det er nettopp dyrket mark, myr, bebyggelse og skog.

- AR5-kartene gjorde det mulig å maskere ut områder som ikke var skog på de digitale flyfotografiene. Det var til stor hjelp i det videre arbeidet, forteller Breidenbach.

- Kombinasjonen av tredimensjonale flyfoto og bakkemålinger fra Landsskogtakseringen, gjør det mulig for oss å lage veldig gode statistiske modeller av hvordan skogen ser ut, hvor mange og hvor store trær det er, forklarer Breidenbach.

Beita lågurtskog med gran i Lønnalia i Larvik kommune i Vestfold. (Foto: John Y. Larsson/Skog og landskap)
Beita lågurtskog med gran i Lønnalia i Larvik kommune i Vestfold. (Foto: John Y. Larsson/Skog og landskap)

- Vi kaller det for en populasjonskarakteristikk, det vil si et tall, et estimat på hvor mye det er av for eksempel biomasse, eller totalt tømmervolum, eller antall trær, eller gjennomsnittlig høyde på trærne, det er i skogen i en gitt kommune.

- Målet er å få et godt estimat, en god verdi med så lav usikkerhet som mulig, forteller Breidenbach

I studien av Vestfold testet forskerne ut ulike statistiske modeller for hvordan skogen i et fylke kan beskrives ut fra en slik tredimensjonal punktsky basert på flyfoto. De ønsket dessuten å finne feilmarginene til hvert av estimatene.

I de største kommunene, som Larvik og Lardal, klarte forskerne å redusere usikkerheten i estimatene med nesten to til fire ganger når de benyttet data fra flyfoto.

- Dersom vi skulle oppnådd den samme sikkerheten i estimatene bare basert på prøveflater på bakken, måtte vi hatt mellom fire og 14 ganger så mange prøveflater.

- Dette er spesielt merkbart i mindre kommuner, der det kanskje bare er én prøveflate og det slett ikke er mulig å gi noe estimat på usikkerheten i det hele tatt, forklarer Breidenbach.

Hvor mye veier en skog?

Johannes Breidenbach. (Foto: Lars Sandved Dalen/Skog og landskap)
Johannes Breidenbach. (Foto: Lars Sandved Dalen/Skog og landskap)

Så, hvor mye skog er det på Tjøme og i Larvik? Og hvor stor er egentlig skogen i Vestfold?

Basert på forskernes metoder, kan Tjøme skilte med en gjennomsnittlig skogbiomasse på 95 tonn per hektar, mens det tilsvarende tallet for Larvik er 118 tonn.

For å gjøre det om til karbonbinding, først som sist, så betyr dette at det i Larvik kommune er bundet litt over to millioner tonn karbon (C-en i CO2) i skog.

Med andre ord: skogen i Larvik kommune har bundet like mye karbon som det 4,5 millioner nye biler slipper ut i form av CO2 i løpet av et år.

Nå Nord-Trøndelag

Den statistiske modellen som forskerne utviklet for skogen i Vestfold har også dannet grunnlaget for et eget biomasse-kart for skogen i hele fylket. Og de positive resultatene har gitt forskerne blod på tann:

- Ja, basert på de gode resultatene holder vi nå på med et nytt metodeprosjekt, denne gangen i Nord-Trøndelag. Vi har tenkt å utvikle og teste metoder som kan benyttes nasjonalt.

- Dette inkluderer også en oppgradering av AR5-kartene, med oppdatert informasjon om skogarealene, forteller Breidenbach, som viser til at det er stor interesse for dette temaet for tiden.

Breidenbach ser også for seg at flybilder en gang i fremtiden kan bli erstattet av bilder tatt fra satellitt.

- Vi har forskere hos oss på Skog og landskap som jobber med dette i dag. Det finnes satellitter som tar opp tredimensjonale bilder ved hjelp av radar, og slike data kan benyttes til å beregne biomasse i skog, også i Norge. Resultatene foreløpig ser lovende ut, avslutter Breidenbach.

Referanse:

Breidenbach & Astrup: Small area estimation of forest attributes in the Norwegian National Forest Inventory, European Journal of Forest Research, July 2012, Volume 131, Issue 4, pp 1255-1267, doi: 10.1007/s10342-012-0596-7