Klimaspillere:Dyr kan svinge et landskabs kapacitet til at lagre kulstof

Fremskridt inden for fjernmålingsteknologier hjælper forskere med bedre at måle, hvordan globale landskaber - fra skove til savanne - er i stand til at lagre kulstof, en kritisk indsigt, da de vurderer økosystemers potentielle rolle i afbødning af klimaændringer.

En faktor ignoreres ofte i disse kulstofcyklusvurderinger, imidlertid, er vilde dyrs rolle. Sammenlignet med den store kapacitet for træer og planter til at lagre kulstof, den konventionelle visdom går, lavt forekommende dyrepopulationer kan simpelthen ikke have stor effekt på disse globale systemer.

I et nyt papir udgivet i Videnskab , et team af forskere ledet af Yales Oswald J. Schmitz hævder, at selve tilstedeværelsen af ​​vilde dyr kan udløse direkte eller indirekte feedback -effekter, der ændrer et landskabs evne til at absorbere, frigøre, eller transportere kulstof. Ved gennemgangen af ​​en voksende mængde forskning, de finder ud af, at dyr kan øge eller formindske biogeokemiske processer med 15 til 250 procent eller mere.

Ja, de hævder, at manglende redegørelse for dyrenes rolle kan underminere nøjagtigheden af ​​enhver evaluering af økosystemets kulstofbudgetter. De giver indsigt i, hvordan forskere kan integrere dyreøkologi, økosystemmodellering, og fjernmåling til mere præcist at forudsige og styre kulstofcykling på tværs af landskaber.

"Nogle af os har længe sagt, at det ikke kun er dyrs overflod, der er vigtigt, men hvad disse dyr gør, er vigtigt, "sagde Schmitz, Oastler -professoren i befolkning og samfundsøkologi ved Yale School of Forestry &Environmental Studies, og hovedforfatter af papiret. "Vi er endelig på det punkt, at der er nogle ret stærke beviser til støtte for disse ideer."

Avisen blev medforfatter af et tværfagligt team fra University of California, Santa Cruz; Memorial University of Newfoundland; Northern Arizona University; Utah State University; Universidade Estadual Paulista i Rio Claro, Brasilien; og Stanford University.

Eksperimentelle og observationsanalyser har vist, at ændringer i dyremængder kan forårsage store ændringer i økosystemers kapacitet til at lagre eller udveksle kulstof. I nogle tilfælde, disse ændringer har endda fået økosystemer til at skifte fra kulstofkilder (når dyr ikke er rigelige) til kulstofvaske (når de er).

I Serengeti, for eksempel, decimering af Wildebeest-populationer i midten af ​​det 20. århundrede tillod jordvegetation at blomstre, til sidst fremme af brande, der forbruger 80 procent af økosystemet årligt og førte til en netto frigivelse af kuldioxid i atmosfæren; når sygdomshåndtering og bekæmpelse af krybskytteri hjalp dyrepopulationer med at komme sig, en større andel af det kulstof, der er lagret i vegetationen, blev forbrugt af Wildebeest og frigivet som gødning, holde det i systemet og genoprette landskabet som en CO2 -vask.

I tropiske skove, bevarelsen af ​​store pattedyr bevarer vigtige funktionelle roller - herunder spredning af frø fra frugivorer og støtte af planteproduktion fra planteædere - der fremmer kulstoflagring; en 3,5-fold stigning i antallet af pattedyrarter, en undersøgelse finder, øger kulstofretentionen med 230 til 400 procent.

Men tilstedeværelsen af ​​græssende planteædere andre steder - såsom caribou og moskus i Arktis eller elge i boreale skove - kan forårsage et fald på 15 til 70 procent i CO2 -optagelse og lagring.

Menneskelige påvirkninger former i stigende grad disse relationer, om det er gennem reduktion af vildtpopulationer gennem krybskytteri, overfiskeri eller tabt levested, eller genindførelse af arter til landskaber.

Chris Wilmers, lektor i dyrelivsøkologi og globale forandringer ved University of California, Santa Cruz, og medforfatter af papiret, siger, at mennesker har spillet en enorm rolle i udformningen af ​​dyresamfund, fra sammensætningen af ​​arter til afstandene, rutevejledning, og hastigheder, hvormed de bevæger sig på tværs af landskaber.

"Hvis vi vil forstå, hvordan vores indvirkning på og/eller forvaltning af dyrepopulationer skaleres op for at påvirke økosystemets brede kulstofcykling, har vi brug for værktøjer, der giver os mulighed for at koble de ting, dyr gør, til deres ultimative konsekvenser for kulstofcyklussen, " han sagde.

Forfatterne gennemgår fremskridt inden for rumlig økosystemøkologi, der kan afsløre sammenhængen mellem dyrs bevægelser og mønstre af kulstofoptagelse og opbevaring på tværs af landskaber. Og de fremhæver udviklingen inden for fjernmåling, der gør det muligt for forskere at indsamle og analysere data, der er nødvendige for at oprette disse forbindelser.

"Vi viser, at virkningerne af dyr er store og vigtige, men også at fjernmåling i høj grad kan informere, hvad vi ved om, hvordan dyr ændrer økosystemer gennem tiden, om det er hensigtsmæssigt at tilegne biomasse gennem planteædende eller nedtrampning eller øge produktiviteten gennem spredning af næringsstoffer og frø, sagde Scott Goetz, en professor ved Northern Arizona University, der har udført satellit -fjernmåling forskning i mere end tre årtier, og en anden medforfatter.

"Ny fjernmålingsteknologi, ligesom GEDI Lidar -instrumentet, der i denne uge blev lanceret til den internationale rumstation, vil hjælpe os med at gøre et meget bedre stykke arbejde med at fange dyrs indflydelse på plantebiomasse og produktivitetsdynamik. "

Vilddyrs indvirkning på kulstofcyklussen bliver stadig mere relevant, efterhånden som forskere og beslutningstagere overvejer brugen af ​​naturlige økologiske processer til at generobre og lagre atmosfærisk kulstof i økosystemer som et redskab til at tackle klimaforandringer.

Forskere betragter sjældent bevarelse af vilde dyr som en strategi til at øge et økosystems kulstoflagringskapacitet, sagde Schmitz. Faktisk, nogle mener, at håndtering af dyrelivssteder er i konflikt med målet om at skabe kulstoflagringskapacitet.

"De tror, ​​at dyr enten ikke er vigtige nok, eller at du ikke kan optage kulstof og bevare dyr i det samme landskab, "sagde han." Vores budskab er, at du kan og bør. Det kan være en win-win for både bevarelse af biodiversitet og kulstofoptagelse. "