Et globalt kort til at forstå skiftende skove

Et internationalt samarbejde mellem hundredvis af videnskabsmænd – delvist ledet af Forest Advanced Computing and Artificial Intelligence (FACAI) Laboratory i Purdues Department of Forestry and Natural Resources – har udviklet verdens første globale kort over træsymbioser. Kortet er nøglen til at forstå, hvordan skovene ændrer sig og den rolle, klimaet spiller i disse skift.

Fundene, rapporteret i dag i dagbladet Natur , kommer fra Global Forest Biodiversity Initiative (GFBI), et konsortium af skovforskere og praktikere, hvor FACAI Lab er et centralt knudepunkt og globalt center. Jingjing Liang, en Purdue University assisterende professor i kvantitativ skovøkologi, er co-supervisor på FACAI Lab, koordinator og medstifter af GFBI og co-lead forfatter af papiret. Mo Zhou, en Purdue-assistent professor i skovøkonomi og -forvaltning, er en senior forfatter af papiret, co-supervisor for FACAI-laboratoriet og hovedøkonom i GFBI.

Purdues FACAI-laboratorium anvender kunstig intelligens og maskinlæring til at studere globale, regional og lokal skovressourceforvaltning og bevarelse af biodiversitet. Til denne forskning, FACAI kompilerede artsoverflodsdata fra 55 millioner træregistreringer i 1,2 millioner skovprøveområder, der spænder over 110 lande. Organiseringen af ​​dataene var en integreret del af udviklingen af ​​det globale kort.

"Kortet og den underliggende globale skovbeholdningsdatabase vil tjene som grundlag for forskning i miljøpåvirkningerne af skovændringer, biologisk bevaring og skovforvaltning, " sagde Liang.

Kortet identificerer de typer af mykorrhizasvampe, der er forbundet med træer i en bestemt skov. Disse svampe binder sig til trærødder, udvider et træs evne til at nå vand og næringsstoffer, mens træet giver kulstof, der er nødvendigt for svampens overlevelse. De to mest almindelige typer af mykorrhiza er arbuskulære, som vokser inde i trærøddernes væv og er forbundet med træarter som ahorn, aske og gul poppel, og ektomykorrhizal, som lever på ydersiden af ​​rødderne og er forbundet med træarter som fyr, egetræ, hickory og bøg.

Disse associationer er vigtige, fordi mykorrhizaerne påvirker træernes evne til at få adgang til næringsstoffer, binde kulstof og modstå virkningerne af klimaændringer.

"Forvaltning af skove til afbødning af klimaændringer og bæredygtig udvikling, derfor, bør gå langt ud over kun at administrere træer, " sagde Zhou.

Forfatterne fandt, at klimaet er den væsentligste faktor, der påvirker fordelingen af ​​mykorrhiza. Et opvarmende klima reducerer mængden af ​​ektomykorrhizale træarter med så meget som 10 procent. Denne ændring ændrer skovenes økologiske og økonomiske fodaftryk, især langs den boreal-tempererede økotone, grænseområderne mellem koldere og varmere skov. Tab til ektomykorrhizale arter har konsekvenser for klimaændringer, da disse svampe øger mængden af ​​kulstof, der er lagret i jorden.

"At kende artssammensætningen i skovområdet over hele verden er en vigtig start, " sagde Liang. "Der er mange grundlæggende og socioøkonomiske spørgsmål, vi kan besvare nu med GFBI-data og banebrydende maskinlæringsteknikker."

FACAI-laboratoriet udvikler i øjeblikket samarbejder for at udforske spørgsmål om økologi og økonomi, herunder selvlærende skovmodeller, innovative tilgange til biodiversitetsvurdering, lokalisering af ukendte skovressourcer og udforskning af rummet.