Hoe veranderen onze Bosland bossen doorheen de tijd?

Wetenschappers onderzoeken de "4D dynamiek" van Bosland’s bossen - een unieke kijk op hun veranderingen in 3D-structuur over de tijd. Seizoensgebonden en lange termijn factoren, zoals klimaatverandering en bosbranden, spelen hierbij een rol. Dit onderzoek biedt waardevolle inzichten voor bosbeheer en begrip van complexe ecologische processen.
Het door de European Research Council gesubsidieerd SPACETWIN-project, geleid door Prof. Kim Calders (CAVE lab- UGent), gebruikt geavanceerde technieken, inclusief nabije en verre sensoren en radiatieve transfermodellering.
Digitale replica's - 'digital twin'-bossen – moeten ons helpen om de echte bossen beter te begrijpen. De resultaten dragen ook bij aan betere voorspellingen over koolstofvoorraden en bossendynamiek binnen het Intergovernmental Panel on Climate Change.

¨4D dynamiek¨ van bossen in Bosland
In de context van bossen verwijst "4D dynamiek" naar de structuur(3D)-veranderingen die plaatsvinden in het bos over de tijd, waarbij de vierde dimensie de tijd is.
In een bosomgeving kunnen verschillende factoren de 4D-dynamiek beïnvloeden. Bijvoorbeeld, seizoensgebonden veranderingen, zoals bladval in de herfst en nieuwe groei in het voorjaar, zorgen voor een jaarlijkse cyclus van veranderingen in het bos. Langere termijn veranderingen kunnen worden veroorzaakt door factoren zoals klimaatverandering, droogte, bosbranden, houtkap, insectenplagen, enzovoort.
Door de 4D-dynamiek van bossen te bestuderen, kunnen wetenschappers en onderzoekers een dieper begrip krijgen van hoe bossen evolueren en reageren op verschillende verstoringen en veranderingen in hun omgeving. Dit kan waardevolle inzichten bieden voor het beheer en behoud van bossen, evenals voor het begrijpen van de bredere ecologische processen die plaatsvinden in deze complexe ecosystemen.
Het is echter nog steeds onduidelijk hoe bosverstoringen plaatsvinden op lokale schaal en hoe we verschillende mate van verstoring kunnen waarnemen en volgen met behulp van satellietgegevens op mondiale schaal.
En dat is precies wat Prof. Kim Calders (CAVElab –  UGent) en team willen gaan ontwikkelen in het kader van het, door de European Research Council gesubsidieerd, SPACETWIN-project. Zij zullen hierbij geavanceerde technieken gebruiken, zoals observatie met zowel nabije als verre sensoren en radiatieve transfermodellering.
Hierbij ligt de nadruk op het monitoren van de 3D dynamiek van de bosstructuren en dit gedurende lange termijn (4D), o.a. op vier locaties in het Pijnven en de Grote Hof. Momenteel zijn de voorbereidingen aan de gang; in augustus en september volgen dan de eerste uitgebreide metingen.
De resultaten van deze metingen worden gebruikt als input voor het maken van de zeer gedetailleerde 3D-modellen van de bossen, ook wel bekend als 'digital twin'-bossen. Deze digitale replicaties bieden een virtueel inzicht in de werkelijke bossen en dragen bij aan een dieper begrip van hun structuur en evolutie.
De resultaten van het SPACETWIN-project zullen ook bijdragen aan het verminderen van onzekerheden in voorspellingen over koolstofvoorraden en dynamiek van bossen binnen het kader van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).

Digital Twin
Het begrip "digital twin" verwijst naar een virtuele replicatie of digitale weergave van een fysiek object, proces of systeem. Het is een gedetailleerd digitaal model dat in realtime wordt bijgewerkt om het fysieke equivalent zo nauwkeurig mogelijk weer te geven en te volgen. Het doel van een digital twin is om inzicht te krijgen in het functioneren, de prestaties en het gedrag van het echte object of systeem, en om besluitvorming te ondersteunen, problemen op te lossen en efficiëntie te verbeteren.
Digital twins kunnen variëren in complexiteit en toepassing. Ze worden gebruikt in verschillende sectoren, waaronder de industrie, de gezondheidszorg, de bouw, de lucht- en ruimtevaart, de landbouw en ook in de natuurwetenschappen zoals bosbeheer.
In de context van bosbeheer, verwijst een "digital twin" naar een zeer gedetailleerd digitaal model van een bos. Dit model omvat informatie over de structuur van het bos, de vegetatie, de bodem, het klimaat, enzovoort. Met behulp van satellietdata en geavanceerde technieken, zoals 3D-scanning en aardobservatie, kunnen wetenschappers deze digitale replica van het bos creëren en regelmatig bijwerken om veranderingen en verstoringen in het bos te volgen.
Het gebruik van "digital twin" bossen stelt onderzoekers in staat om de dynamiek van het bos te begrijpen, zoals hoe het reageert op klimaatverandering, bosbranden, houtkap en andere factoren. Hierdoor kunnen wetenschappers betere voorspellingen doen, inzicht krijgen in herstelprocessen na verstoringen en effectievere strategieën ontwikkelen voor het behoud en duurzaam beheer van bossen. Het concept van digital twins biedt een krachtig instrument om complexe systemen beter te begrijpen en positieve veranderingen te bevorderen op basis van nauwkeurige simulaties en analyses.