Hyppig, ekstreme naturbrande truer med at forvandle boreale skove fra kulstofdræn til kulstofkilder, undersøgelse afslører

Kulstofreservoirer i jorden i boreale skove frigives ved hyppigere og større naturbrande, ifølge en ny undersøgelse, der involverer en forsker fra University of Guelph.

Mens skovbrande fortsætter med at hærge nordlige områder over hele kloden, et forskerhold undersøgte virkningen af ​​disse ekstreme brande på tidligere intakte kulstoflagre ved at studere jordbunden og vegetationen i den boreale skov, og hvordan de ændrede sig efter en rekordstor brandsæson.

"Nordlige brande sker oftere, og deres virkninger ændrer sig, " sagde U af G Prof. Merritt Turetsky, som har Canada Research Chair i Integrativ Biologi. Hun arbejdede på undersøgelsen med hovedforfatterne Xanthe Walker og Michelle Mack fra Center for Ecosystem Science and Society ved Northern Arizona University (NAU), samt et hold af canadiske videnskabsmænd, herunder Wilfrid Laurier University professor Jennifer Baltzer.

Arbejdet blev støttet af NASA, Canadas naturvidenskabelige og tekniske forskningsråd og regeringen i de nordvestlige territorier.

I 2014 Northwest Territories led sin største brandsæson i registreret historie. Denne serie af megabrande skabte det ideelle miljø til at undersøge, om kulstoflagre bliver forbrændt af disse typer brande.

"Mellem brande, boreal jord akkumulerer kulstof, og i de fleste tilfælde frigives kun noget af dette kulstof, når skovene oplever den næste brand, sagde Baltzer. Med tiden, dette forklarer, hvorfor den boreale skov er en globalt betydningsfuld kulstofdræn. Vi ønskede at se, om de ekstreme 2014-brande greb ind i disse gamle kulstoflag, eller om de stadig var bevaret i jorden."

Til studiet, offentliggjort i tidsskriftet Natur , forskerholdet indsamlede jordprøver fra mere end 200 skov- og vådområder på tværs af territoriet. De anvendte en ny radiocarbon-dateringsmetode til at estimere alderen af ​​kulstoffet i prøverne.

"Carbon ophobes i disse jorder som træringe, med det nyeste kulstof ved overfladen og det ældste kulstof i bunden, " sagde Mack. "Vi troede, vi kunne bruge denne lagdeling til at se, hvor langt tilbage i tiden, i skovens historie, bål brændte."

Forskerne fandt forbrænding af ældre kulstof i næsten halvdelen af ​​prøverne taget fra unge skove (mindre end 60 år gamle). Dette kulstof var undsluppet at brænde under den foregående brandcyklus, men ikke under den rekordsatte brandsæson i 2014.

"I ældre bevoksninger, der brænder, dette kulstof er beskyttet af tyk organisk jord, " sagde NAU's Walker. "Men i yngre bevoksninger, der brænder, jorden har ikke tid til at akkumulere igen efter den forrige brand, gør det gamle kulstof sårbart over for afbrænding. Dette mønster kunne flytte boreale skove ind i et nyt domæne for kulstofcykling, hvor de bliver en kulstofkilde i stedet for en vask."

Da skovbrande forventes at forekomme hyppigere og brænde mere intenst, gammelt kulstof kan frigives til atmosfæren oftere.

"At forstå skæbnen for dette lager af borealt kulstof er virkelig vigtigt i forbindelse med atmosfærens drivhusgasser og jordens klima, " sagde Turetsky. "Dette er kulstof, atmosfæren mistede for hundreder eller nogle gange endda tusinder af år siden. Ild er en mekanisme, der kan frigive det gamle kulstof hurtigt tilbage til atmosfæren, hvor det kan bidrage til drivhusgaseffekten."

Hun sagde, at den potentielle ændring af den boreale skov fra kulstoflagring til kulstofkilde påvirker det globale klima direkte og ikke er godt repræsenteret i globale modeller.

"I sammenhæng med territorial og pan-canadisk planlægning for tilpasning og afbødning af klimaændringer, regeringen for de nordvestlige territorier erkender det kritiske behov for at forstå vores boreale skoves rolle i kulstoflagring, sekvestrering og frigivelse, og hvordan vores skovforvaltningspraksis kan påvirke disse processer, " sagde Erin Kelly, territoriets assisterende viceminister for miljø og naturressourcer.

Turetsky sagde, at denne forskning er vigtig både på grund af dens videnskabelige resultater, og fordi den involverede interessenter i at spore virkningerne af klimaændringer i Canada.