Undersøgelse forudsiger vækstrater for loblolly fyrretræer

Evnen til at forudsige vejrmønstre har hjulpet os med at træffe valg af tøj og rejseplaner, og endda reddet liv. Nu, forskere ved Virginia Tech's College of Natural Resources and Environment bruger lignende forudsigelsesmetoder til at forudsige væksten af ​​træer.

I en undersøgelse offentliggjort i Økologiske applikationer , forskere brugte økologisk prognose til at forudsige, hvordan ændringer i temperatur, vand, og koncentrationer af kulstof i atmosfæren i det sydøstlige USA kan påvirke træernes fremtidige vækstrater.

Papiret samler indsats fra to projekter finansieret af det amerikanske landbrugsministerium. Først og fremmest, kendt som PINEMAP, hundredvis af forskere indsamlede skovvækstdata fra de sidste 35 år og udviklede matematiske modeller til at kvantificere, hvordan fyrreskove kan reagere på klimaændringer.

Det andet projekt, ledet af R. Quinn Thomas, adjunkt i skovdynamik og økosystemmodellering i Virginia Techs afdeling for skovressourcer og miljøbeskyttelse, fokuseret på at kvantificere usikkerheder i, hvordan klimamodeller forudsiger, hvordan skov- og landbrugsøkosystemer, sammen med beslutninger som tidspunktet for afgrøde- eller skovhøstrotationer, påvirke klimatemperatur og nedbørsmønstre.

Thomas bemærkede ligheder mellem disse to projekter og måden vejrdata kan hjælpe meteorologer med at forudsige fremtidige vejrmønstre. Dette fik ham til at udvikle et nyt forskningsprojekt for at forudsige skovproduktivitet gennem midten af ​​det 21. århundrede.

”Jeg indså, at vi kunne bruge fortiden til at informere fremtiden, "Sagde Thomas." Historiske observationer om trævækst og vejr kan indføres i en matematisk model, der beskriver, hvordan skove vokser, gør det mere præcist over tid. Det svarer til, hvordan vejrudsigterne opdateres, efterhånden som nye vejrdata bliver tilgængelige. "

Thomas og teammedlemmer fra hans afdeling - kandidatstuderende Annika Jersild, postdoktorassistent Evan Brooks, Lektor Valerie Thomas, og professor Randolph Wynne - bygget på data og koncepter fra de to projekter for at udvikle en fælles analytisk ramme, der kan kombineres med forudsigelser fra klimamodeller for at skabe et perspektiv for fremtiden.

Data om træernes diameter, antallet af blade produceret i et givet år og hvor meget vand, der fordampes fra skoven, føres alle sammen til en model, der repræsenterer processen med skovvækst. Derefter, ved hjælp af statistiske metoder, der ligner dem, der bruges i vejrudsigter, modellen justeres ud fra disse data for at tage højde for usikkerheder.

"Denne nye undersøgelse giver os mulighed for at sætte et niveau af sikkerhed eller usikkerhed på disse skøn, så vi er i stand til at sige 'der er 80 procent chance for, at skoven vokser hurtigere i løbet af de næste årtier, forklarede Thomas, som også er tilknyttet Global Change Center i Virginia Techs Fralin Life Science Institute.

Forskere kiggede specifikt på forholdene i det sydøstlige USA, ofte omtalt som "trækurven i USA" for sine produktive skove. De fokuserede deres opmærksomhed på plantede loblolly fyrplantager, en vigtig kilde til tømmer i regionen.

"Vi fandt ud af, at i denne region, der vil være en stigning i produktiviteten på omkring 30 procent mellem nu og midten af ​​århundredet, "Sagde Thomas.

Han advarede, imidlertid, at der er usikkerhed omkring disse forudsigelser, afhængigt af bestemte dele af regionen.

"De største gevinster forventes i Virginia, og der er stor tillid til, at vi vil se den stigning i produktiviteten der. I Florida, imidlertid, stigningen i produktiviteten forventes at være lavere, og vi kan endda se et fald i produktiviteten mellem nu og midten af ​​århundredet, "forklarede han.

På trods af disse usikkerheder, imidlertid, fremtiden for økologisk prognose ser lys ud.

"Jeg er spændt på at se, hvordan denne særlige prognose klarer sig i løbet af de næste par årtier og til at opdatere den, efterhånden som vi lærer mere om, hvordan skovene fungerer, og efterhånden som flere data bliver tilgængelige, "Sagde Thomas." Desuden dette system danner grundlag for, at denne proces kan bruges i skovbrugsindustrien til at forudsige andre aspekter end produktivitet. Udover det, undersøgelsen er et eksempel på, hvordan økologiske forskere begynder at tænke på at blive prognosemagere på en måde, der ligner, hvordan vi har forudsagt vejret, og det er meget spændende. "