Grundfjeldstype under skove påvirker træernes vækst i høj grad, arter, kulstoflagring

En skovs evne til at lagre kulstof afhænger væsentligt af grundfjeldet under, ifølge Penn State-forskere, der studerede skovproduktivitet, sammensætning og tilhørende fysiske egenskaber af klipper i Appalachian-ryggen og Valley-regionen i Pennsylvania.

Resultaterne har betydning for skovforvaltningen, forskere foreslår, fordi skove, der vokser på skifergrundfjeld, gemmer 25 % mere levende, overjordisk kulstof og vokse hurtigere, optager omkring 55 % mere kulstof hvert år end skove, der vokser på sandstensgrundfjeld.

Resultaterne viser, at skove underlagt skifer i denne region giver flere økosystemtjenester såsom kulstofoptagelse og biodiversitet, forklarede forsker Margot Kaye, lektor i skovøkologi ved Landbohøjskolen. Også, skiferskove udgør en mindre del af landskabet og bør være højt prioriterede kandidater til forvaltning eller bevaring.

"Når skovene vokser og reagerer på opvarmning, skift i nedbør og invasive arter, ledere vil drage fordel af at inddrage litologiske påvirkninger og overvejelser om skovsammensætning og produktivitet, sagde hun. "F.eks. bevarelse af skove, der vokser på skifer med højere artsdiversitet, vil sandsynligvis føre til skove, der er modstandsdygtige over for stressfaktorer og kan vokse kraftigere."

Skovforvaltere - der nu indser forskellen i produktiviteten - kan målrette skove, der vokser over skifer, med henblik på bevarelse og kulstofbinding, Kay hævder. I modsætning, de kan beslutte, at skove, der vokser over sandsten, er bedre egnede til forvaltning af dyrelivshabitater eller rekreation.

For at nå deres konklusioner, forskere analyserede skovbeholdningsdata fra 565 grunde på statsskov og vildtjorder, der forvaltes af Pennsylvania Department of Conservation and Natural Resources og statens Game Commission i Appalachian Ridge and Valley-regionen. De brugte en række GIS-afledte landskabsmålinger, herunder klimamål, topografi og jordbundsfysiske egenskaber, at identificere drivere for levende skovkulstofdynamik i forhold til grundfjeld.

Disse skovområder indeholdt mere end 23, 000 træer, fra 20 til 200 år gammel, hvor de fleste er 81 til 120 år gamle, ifølge de seneste tilgængelige skovbeholdningsdata. I undersøgelsens datasæt, 381 grunde var på sandstensgrundfjeld og 184 var på skifer - et tilsvarende forhold til mængden af ​​Pennsylvania offentlig jord på hver grundfjeldstype i Ridge and Valley-regionen. Der er 812, 964 hektar skov på sandsten og 262, 025 hektar skov på skifer i regionen.

"Det er et øjenåbnende tal, " sagde lederforsker Warren Reed, en doktorand i økologi.

Mens skove underlagt både skifer- og sandstensgrundfjeld var eg domineret, træsamfundene er ret forskellige, Reed påpegede. Nordlig rød eg er mere dominerende på skifergrundfjeldet, og kastanje-eg dominerer på sandsten. De fleste arter i skoven har en tendens til at være mere produktive på skifer, og mangfoldigheden af ​​træarter er højere på steder på skifergrundfjeldet.

Skove vokser hurtigere over skifergrundfjeld end sandstensgrundfjeld på grund af jordbundskarakteristika, der generelt gør vandet mere tilgængeligt for træer, Reed antog en hypotese. Over millioner af år, grundfjeldet nedbrydes, bliver modermateriale og jord udvikles. På grund af bjergarternes sammensætning, skifer nedbrydes til jord med finere tekstur end sandsten, som er grovere.

Skove over skifergrundfjeldet, der vokser i finere jorder, har typisk bedre adgang til vand i vækstsæsonen.

"Vi ser dette på tværs af landskabet, så skovproduktiviteten er indirekte relateret til grundfjeldet, " sagde Reed. "Ege, der vokser på sandsten, er mere følsomme over for årligt klima og vandtilgængelighed - eller sagt anderledes, egevækst på sandsten er mere begrænset af vand end på skifer."

Resultaterne af forskningen, for nylig udgivet i Skovøkologi og forvaltning , er spændende, Reed bemærkede, fordi informationen om underliggende grundfjeldstype har været let tilgængelig, men tidligere ikke brugt til at forstå skovvækst. Kort, der viser placeringen af ​​grundfjeldstyper, har eksisteret i årtier. Men størrelsen af ​​skovforskellene på grund af grundfjeld er ret overraskende, han sagde.

Konceptet med geologiske påvirkninger på skovvækst vil være særligt værdifuldt i Pennsylvania, Reed sagde, fordi det er en stor producent af hårdttræ, og staten har så meget skov, der vokser på sin del af Appalachian Ridge and Valley-regionen. Ridge and Valley er en stor del af de skovklædte Appalachian Mountains, så disse regler bør gælde fra det sydlige New York til det nordlige Georgia inden for dette landskab.

"Skvestrering af kulstof i skove er en af ​​de mange naturbaserede løsninger, vi har for at bekæmpe globale klimaændringer, " sagde han. "Jeg tror, ​​at dette er en økosystemtjeneste, der vil fortsætte med at vinde indpas og i sidste ende større markedsværdi."