Orkaner kan føre til modstandsdygtighed - gode nyheder følger dårligt for tropiske skove i Puerto Ricos

Med voldsom vind og oversvømmende regn, orkaner kan være katastrofer for mennesker - og for økosystemer.

Disse ødelæggende storme kan have store virkninger på tropiske skove, nedrive skovbaldakiner og efterlade affald, der hober sig op på skovbunden. Men ny forskning tyder på, at de økologiske forstyrrelser forårsaget af orkaner-på lang sigt-kan have en positiv indvirkning på tropiske skove.

Forskere ved National Science Foundations (NSF) samlokaliserede Luquillo Critical Zone Observatory (CZO) og Long-Term Ecological Research (LTER) -steder i Puerto Rico vurderede virkningerne af et årti eller mere af landende orkaner.

Orkanerne omfattede storme før Irma og Maria, der landede i Puerto Rico i september sidste år.

Forskerne fokuserede på to store orkanforstyrrelser:baldakinåbning, skader på vegetationen, der skaber rum, der er åbne for sollys; og aflejring af træaffald, nedfaldet af brudte lemmer og grene.

Resultaterne af undersøgelsen er rapporteret i et papir i tidsskriftet Global ændringsbiologi .

Orkaner og skovmodstandsdygtighed

Økologerne fandt ud af, at i nogle tilfælde skovforstyrrelser forårsaget af orkaner førte til øgede niveauer af næringsstoffer i jordbunden. For tropiske skove, disse er byggestenene i økosystemets modstandsdygtighed.

"Orkaner er ødelæggende, men de er også en mekanisme til naturens fornyelse, "sagde Richard Yuretich, programdirektøren for NSF CZO. "Denne undersøgelse viser, at storme kan være gavnlige på lang sigt ved at øge jordens frugtbarhed, hvilket i sidste ende vil hjælpe med at genoprette et økosystem. "

Undersøgelsen baserede sig på jordprøver fra en række eksperimentelle parceller, der er en del af et langsigtet feltstudie kaldet Canopy Trimming Experiment. Ti år før jordprøvetagningen, Luquillo -forskere manipulerede store parceller i skoven for at simulere forstyrrelser forårsaget af orkaner.

"Vores forskning viste, at tropiske skovjord kan fange og lagre kulstof og næringsstoffer efter orkaner, hjælper med at forhindre tab af disse elementer og hjælper med skovenes genoprettelsesproces, "sagde Whendee Silver, en biogeokemiker ved University of California, Berkeley, og seniorforfatter af papiret. "En stigning i hyppigheden eller sværhedsgraden af ​​alvorlige storme med klimaændringer kan fjerne dette sikkerhedsnet, imidlertid."

Orkan scenarier

I en realistisk orkansimulering, åbningen af ​​en skovbaldakin ville resultere i affaldsaflejring. Vind og regn ville få skovens baldakin til at bryde sammen, og trægrene og stammer til at lande på skovbunden.

De eksperimentelle parceller blev manipuleret til at evaluere virkningerne af disse forstyrrelser - et område omfattede kun affaldsaflejring, endnu en baldakin forstyrrelse, og en tredje både baldakinforstyrrelse og affaldsaflejring.

Jordkulstof og koncentrationer af næringsstoffer som fosfor var størst ved behandling af affald, tyder på, at organisk materiale, der aflejres på en skovbund efter en orkan, delvist er inkorporeret i jorden, øge jordens frugtbarhed.

"Klimamodeller forudsiger stigninger i alvorlige vejrhændelser, herunder stigende orkanstyrke og frekvens, "siger Colette St. Mary, en NSF LTER programdirektør. "Denne årti lange undersøgelse viser, at jordbunden har kapacitet til at afbøde nogle af virkningerne af orkaner."

Tropisk skovgenopretning

Orkan-drevet omfordeling af organisk stof i jord giver de næringsstoffer, der er nødvendige for, at skovøkologiske samfund kan hoppe tilbage fra alvorlige stormpåvirkninger, fandt forskerne.

"Men det er usikkert, om disse svar vil blive opretholdt, hvis der sker flere orkaner, "siger Omar Gutiérrez del Arroyo fra University of California, Berkeley, hovedforfatter til papiret. "Det er vigtigt for skovbaldakinen at vokse igen inden en anden orkan. Hvis orkaner bliver hyppigere, det kan føre til et fald i jordens frugtbarhed og kulstoflagring - med store konsekvenser for økosystemets stabilitet. "

Undersøgelse af virkningerne af alvorlige storme på jordens kulstof og næringsstofcyklus i Luquillo Canopy Trimming Experiment gør det muligt for forskere at forudsige bedre orkanfald på tropiske skovøkosystemer.