Afromontane skove og klimaændringer

I paleoøkologiens verden, lidt har været kendt om den historiske registrering af økosystemer i det vestafrikanske højland, især med hensyn til glacialcyklusser midt i et skiftende klima og deres virkninger på artsdiversiteten. Det har længe været et emne for debat, om stabilitet eller ustabilitet i tropiske skove er ansvarlig for de høje niveauer af artsrigdom, der findes der.

En teori mener, at stabil og artsrig "refugia, "eller enklaver, af tropisk skov overlevede perioder med klimatisk ustabilitet inden for større områder af græsarealer domineret landskab. Pollendata til støtte for denne teori er imidlertid tvetydige, da de hovedsageligt kommer fra marine kerneprøver, der repræsenterer en stor region af vegetationszoner og ikke løser sig godt til et lokalt niveau. Kontinentale optegnelser og genetiske data er på samme måde uafklarede med hensyn til dette økosystems stabilitet eller ustabilitet.

Ækvatoriale bjerge, på den anden side, menes at have været et stabilt fugtigt levested gennem mange glaciale episoder, fungerer som "glacial refugia" til at støtte rigt biodiverse bjergskove frem til i dag. En alternativ teori hævder, at disse skove først for nylig stabiliserede sig og blev tilflugtssted under Holocæn -epoken, der begyndte omkring 20 ka (20, 000 år siden).

For bedre at forstå Afromontane skovers økologiske historie, et internationalt team af forskere undersøgte pollendata fra to kerneprøver udvundet fra Bambili -søen, et system med to vulkaniske kraterbassiner i stor højde i Cameroun. Bambili -søen, på 2273 meter (~ 7500 fod) over havets overflade, ligger inden for et Afromontane skovbælte, der ved sine øvre grænser er afgrænset af et afro-alpint græsareal, og ved dens nedre grænser ved submontane skove og savanner, som igen danner overgangen til tropiske regnskove.

Den første kerneprøve, B1, hentet fra det øvre bassin ved Bambili -søen, gav en kontinuerlig pollensekvens, der går tilbage til begyndelsen af ​​Holocæn. Den anden kerne, B2, som manglede tephra -horisonter - lag af vulkansk aske - for mere præcist at bekræfte dets radiocarbon -kronologi, var korreleret med tilstødende havrekorder, der blev genvundet offshore fra Cameroun. Denne kernesekvens gav en kontinuerlig pollenrekord, der stammer tilbage fra 88,9 ka til den sidste interglaciale periode, og især givet et billede af tre forskellige skovfaser adskilt af faser, hvor græsarealer dominerede i istiden.

Forskerne kendetegner sammentrækning og udvidelse af Afromontane skove midt i temperaturbaggrunden for marine isotopstadier (MIS). Hver af de tre skovfaser var ganske tydelig med hensyn til biomesammensætning. Den første fase, i løbet af MIS 5-fra 82,6 ka til 72 ka siden-er præget af lavere-niveau montane skov og øvre niveau Afromontane skov. Den anden skovudviklingsfase, en mere moderat fase under MIS 3, fra 53 til 38 ka, omfattede også lavere niveau montane skov og øvre niveau Afromontane skov, men med lavere andele af woody taxa og et mere snævert højdeområde. Den tredje fase, forekommer for 10 til 3,3 ka siden, indeholdt lavere niveau skov såvel som tropisk sæsonskov.

Med hensyn til de glaciale intervaller, forskerne bemærker, at afro-alpine græsarealer dominerede i en kort periode ved MIS 5 (~ 82 ka siden), og i en lang periode mellem MIS 4 og MIS 2 fra 72 til 15,5 ka siden. De fandt lavlandstepper og ørkenbiomer, der dominerede under de glaciale maksima, med en udtalt effekt på MIS 2 med "det næsten fravær af skovelementer." Dataene på MIS 2 repræsenterede den tørreste episode inden for 90 ka -kerneposten.

I modsætning til tilfældet i Østafrika, der er ingen registrering, der angiver tilstedeværelsen af ​​egentlige gletsjerformationer i det ækvatoriale vestafrikanske højland. I Østafrika, gletsjere skubbede den øvre trælinje nedad. Pollendata tyder på, at Afromontane -træer i højlandet faktisk var mere udbredt i lavere højder, end de er i dag. Som et eksempel på dette, de citerer Afromontane -træet Olea capensis , som med succes har kunnet migrere til lavere højder i løbet af det sidste ismaksimum kun for at vende tilbage til højere højder i varmere perioder. Optegnelsen over en art kan ikke betragtes som eksemplarisk på Afromontane -biomet som helhed, imidlertid.

For at forstå dynamikken i Afromontane -skoven med hensyn til ekspansion/kontraktion og migration over tid, forskerne søgte at definere dens øvre og nedre grænser. Den øvre grænse er derfor defineret som andelen af ​​afro-alpine græsarealer i forhold til Afromontane skove, der henviser til, at den nedre grænse er defineret som forholdet mellem bjergskov på lavere niveau til tropisk sæsonskov.

Interessant nok, de angiveligt stabile afrikansk skove viste sig at være alt andet end. Som Anne-Marie Lezine og hendes medforskere udtaler "Det mest bemærkelsesværdige resultat af vores undersøgelse er den økologiske ustabilitet af Afromontane skovbælter sammenlignet med den relative stabilitet i lavland tropisk sæsonskov i løbet af de sidste 90 ka." Afromontane -skoven ved sin øvre grænse viste sig at være mest sårbar over for et skiftende klima, der henviser til, at dens nedre grænse blev defineret af relativt stabile ækvatoriale skove. Disse fund sætter tvivl i den udbredte opfattelse, at sådanne tropiske lavlandsskove faktisk var ustabile og i flux, og overlevede kun midt i lommer af refugia.

I modsætning til tilfældet med Afromontane skove i Østafrika, hvor langsigtet økologisk stabilitet i løbet af de sidste 40 ka menes at have bidraget til dets aktuelt høje biodiversitet, vegetationsdiversitetsniveauer i Camerouns højland har vist sig at være meget varierende over tid, en observation i tråd med ustabiliteten i Afromontane skove vist her. Mens minimumsniveauer af mangfoldighed sporede den laveste position af den øvre Afromontane -trælinje mellem 35 og 26 ka, højere end nuværende niveauer af pollenrigdom opstod under skovudvidelsesfaser.

"Stigningen i mangfoldighedsestimater startede godt før LGM [Last Glacial Maximum] og accelererede fra 20 ka siden og fremefter. Den højeste mangfoldighed blev derefter nået under den yngre Dryas tørbegivenhed (~ 12,9 til 11,7 ka siden) (25), i en fase med større økologisk forstyrrelse og ikke i den følgende tidlige Holocene -fase af skovstabilitet for 10 til 9 ka siden. "

Alt dette har fået studieforfatterne til at konkludere "at Afromontane skove i Cameroun hverken er 'glaciale' eller 'nutidige' refugia. Glaciale klimaer førte ikke til skovforsvind, men havde stor indflydelse på den øvre trælinje, som ændrede sig dramatisk, afslører følsomheden af ​​de øvre montane biomer for klimaændringer. "

© 2019 Science X Network