Hvordan genopretning af gammel skov i staten Washington kunne hjælpe med at bekæmpe klimaændringer

Stående mellem næsten ensartede rækker af hemlock-træer, videnskabsmanden Tiara Moore greb et lille hætteglas med beviser.

Fyldt med snavs og ikke større end hendes lillefinger, hætteglasset indeholdt spor af hundredvis, måske endda tusindvis af væsner, der havde sivet forbi, kravlede forbi eller flagrede ind i dette lille hjørne af Ellsworth Creek Preserve.

De mikroskopiske pletter af DNA - fra insekter, amøber og svampe - kunne hjælpe med at fortælle historien om en skov, der forsøger at vokse til sin tidligere magt.

Disse forensiske undersøgelser, del af et hurtigt voksende felt kaldet miljø-DNA, vil fortælle forskerne, hvad der bor her, hvilken, på tur, fortæller skovforvaltere, om det, de laver, virker her.

Jorden, hvor Moore gravede efter DNA, var engang rodfæstet med gamle træer, der var almindelige på tværs af det nordvestlige kyst, før årtiers rydning fjernede dem fra landet.

At genoprette landskaber som disse hjælper med at optage og lagre mere kulstof, en del af løsningen til at reducere virkningerne af klimaændringer.

Naturfredningen, en nonprofitorganisation, der ejer omkring 8, 000 acres ved Ellsworth, håber, at Moores arbejde kan hjælpe i jagten på en langvarig mission i Nordvest:at genoprette dens gamle skove – rige på biodiversitet – og hurtigt.

"Dette er nogle af de mest kulstofrige systemer på Jorden, " sagde David Rolph, direktør for jordbevarelse for organisationen i Washington. "Kunne vi bygge om?"

Projektet startede i 1999, da The Nature Conservancy forseglede en aftale på $1,2 millioner for Teal Slough, en 338 hektar stor ejendom med noget af det sydvestlige Washingtons sidste kystnære gamle vækst.

Over to årtier, nonprofit-organisationen begyndte at forme en ambition:at beskytte i sin helhed, det nærliggende vandskel, som var blevet "gasset ret godt, " sagde Michael Case, en skovøkolog hos nonprofit.

Nonprofitorganisationen brugte omkring 20 millioner dollars på en lille mængde pakker fra skovningsvirksomheder. Naturfredningen ejer nu næsten hvert stykke jord, der dræner ind i Ellsworth Creek.

Steelhead ørred, coho laks og chum laks svømmer i skovens vandløb, ifølge en undersøgelse fra 2009. Den truede og svært at finde marmorerede murrelet, en havfugl, der er afhængig af kystnær gammel vækst for at lave rede, beboer sandsynligvis modne skovlommer. På en tidlig septemberdag, elg vandrede på grusvejene. Bjørne- og prærieulvsskat befrugtede underhistorien.

I 2004 Nature Conservancy indkaldte videnskabsmænd til at planlægge genopretningsstrategier. Kun nogle få pletter af gammel vækst var tilbage i Ellsworth, efterlader ujævne skår af ung skov, ofte frøet med rækker af en enkelt art. Forladte skovningsveje truede med at vige for jordskred.

Forskerne besluttede at eksperimentere med tre skovforvaltningsregimer.

Inden for områder med aktiv ledelse, de besluttede at forbedre veje og kommercielt tynde skove med omkring 30 %, efterlader "spring og huller, " sagde Rolph. Loggere blev bedt om at prioritere artsdiversitet, efterlader mindre almindelige cedertræer og graner, til graner eller hemlock.

Passive forvaltningsområder ville se veje fjernet, men ingen udtynding. Kontrolområder vil blive behandlet på samme måde, men veje ville blive tilbage.

Naturfredningens teori – støttet af mange års skovvidenskab i det nordvestlige område – var, at udtynding og efterligning af naturen ville skabe en mere kompleks, pulserende skov med en mangfoldighed af arter, mere lys til træer og mindre konkurrence mellem dem om næringsstoffer.

"Enhver modellering, du laver, vil vise, at du får større træer hurtigere med udtynding, " sagde Rolph. "Du kan manipulere og fremskynde den kompleksitet."

Jo større træet er, jo mere kulstof kan absorberes og lagres, gør gamle skove til en velsignelse for at afbøde klimaændringer.

"Det er et ret simpelt forhold. Omkring halvdelen af ​​træets masse er kulstof, " sagde Malcolm North, en US Forest Service-forsker, der driver et laboratorium ved University of California i Davis. "Når træerne bliver ældre, de vokser faktisk lige så hurtigt og hurtigere, end de plejede. På grund af deres størrelse, de pakker kulstof på i en meget hurtigere hastighed end en ung skov."

Om det ord - hurtigt.

En gåtur gennem Ellsworths tilbageværende gamle vækst, hvor cedertræer i bredden af ​​Smart-biler tårner sig op over, giver perspektiv.

Ingen tvivl:Størrelse betyder noget, for kulstofoptagelse.

Og i et hurtigt opvarmende klima, hastighed betyder noget.

Men hvad gør gamle træer så specielle, og værdifuld til at afbøde klimaændringer, er deres evne til at holde ud.

Udholdenhedens titaner i Ellsworth har klaret måske 800 års traumer - tørke, skadedyr og storme.

Deres kandelaber toppe, som knudrede hænder, der når til himlen, vis, hvor førende grene er døde, kun for at se en anden opkomling føre anløbet mod himlen. Salal og huckleberry planter er rodfæstet på grene flere dusin meter fra jorden.

Den skov, der vokser i dag, skal forberedes på modgang senere.

"Det skal være et modstandsdygtigt landskab. Ikke som det så ud for 150 år siden. Det skal være modstandsdygtigt over for klimaændringer, " sagde Case.

Yngre træer er mere tilbøjelige til tørke og brand, sagde Nord.

"Hvis du prøver at tænke på kulstof som en finansiel investering, dine junk bonds er en slags små træer. Du ønsker virkelig at fokusere din investering på guld, Muni obligationerne, den store, gamle træer, " han sagde.

For kulstof, old-growth er en mere sikker boks.

Det er en skræmmende opgave for de unge træer ved Ellsworth. Deres forgængere tog århundreder at vokse. Nu, mennesker ønsker at anspore dem med – større, hurtigere og mere modstandsdygtig – i en varmere verden. Deres ydeevne er testet.

På University of Washingtons miljøgenomiske laboratorium, Tiara Moore, den postdoktorale forskningsassistent ved University of Washington og The Nature Conservancy, holdt en pipette til hendes 259. Ellsworth jordprøve og faldt forsigtigt i en opløsning.

Moore ville bruge sin morgen på at nedbryde celler og skære jord væk fra DNA ved at tilføje en række kemikalier, gentagne gange centrifugering af prøverne i en centrifuge ved 10, 000 gange tyngdekraften og lejlighedsvis inkubere dem i et køleskab.

Hver prøve, som svarer til et bestemt træ på grunde, der undersøges af forskere, begyndte som en rig espressofarve, derefter falmet til en latte nuance, før den blev gennemsigtig.

"Nu, det er bare en masse fragmenter af DNA, " sagde Moore.

Senere, DNA'et vil blive kopieret og amplificeret i en proces kaldet polymerasekædereaktion. Derefter, det sendes til en genomisk sekvenser.

Den analyse vil identificere hundredvis, hvis ikke tusinder, af væsner, der efterlod stykker af sig selv i jorden på cirka en uges tid.

Miljø-DNA, en overvågningsteknik udviklet for omkring ti år siden, vokser "eksponentielt" i brug, sagde Katherine Strickler, en forsker og instruktør ved Washington State University.

Det giver videnskabsfolk mulighed for at katalogisere hele samfund, eller "livets rigdom på et givet sted, sagde Case, skovøkologen.

Moore hopes the data can explain which forest management style best promotes biodiversity. In samples of deeper earth, she's looking for signs of soil health, like the presence of symbiotic fungi, bacteria or microbial DNA.

"With the clear-cuts, there's so much disturbance to the soil community. That can take a while to establish, " hun sagde.

I mellemtiden Case is measuring tree width, density and canopy thickness on the test plots, along with other data. The plots were first measured more than a decade ago, so the data will show growth over time. Også, research planes in 2007 and 2017 flew over the property with Lidar technology, which beams laser light at the earth surface to create three-dimensional models.

Combining Case's forestry measurements with the Lidar models will determine how much carbon the forest is storing and could indicate which forest management method produces more biomass.

The researchers expect to finish collecting, processing and analyzing this winter.

No matter how urgent our warming world makes forest restoration projects like this seem, the trees at Ellsworth won't reach their former bulk for several human lifetimes.

Men, with today's science, "we can tap in to see if what we're doing is working, " sagde Moore.

©2019 The Seattle Times
Distribueret af Tribune Content Agency, LLC.