Et syn på klimaændringer fra trætoppene i det vestlige Afrika

Den tropiske skovkrone er en af ​​Jordens underudforskede grænser. For at forstå, hvordan disse unikke miljøer reagerer på klimaændringer, indsamlede et hold fra Ecosystems Lab ved University of Oxford og partnerinstitutter i Ghana beviser fra trætoppene, at finde tørrere skove er i større risiko.

Vores naturlige verden står over for hidtil usete ændringer i fordelingen af ​​biodiversitet – mangfoldigheden af ​​liv på jorden – på lokal og global skala. Omkring en million arter er truet af udryddelse, udgør en overhængende trussel mod økosystemernes funktion og for menneskers velvære.

I vores nye undersøgelse, for nylig udgivet i Naturkommunikation , vi undersøger, om og hvordan klimaændringer har påvirket mangfoldigheden af ​​tropiske økosystemer i Vestafrika gennem de sidste årtier. I særdeleshed, vi ønskede at forstå, om vådere og tørrere tropiske skove reagerede på forskellige måder på de samme drivkræfter for forandring.

Til denne undersøgelse udførte vi feltarbejde i Ghana over seks måneder. Feltkampagnen blev ledet af Dr. Imma Oliveras og Dr. Stephen Adu Bredu og koordineret af medforfatterne Theresa Peprah og Agne Gvozdevaite. Det var en del af en global indsats. Mere end 25 forskningsassistenter fra KNUST University og Forestry Institute of Ghana (FORIG) deltog i feltkampagnen og blev trænet i prøvetagningsteknikker og videnskabelige protokoller til at udføre forskningen.

Under kampagnen besøgte vi klynger af prøveplot på tre steder, strækker sig langs en klimagradient fra fugtig gammel regnskov til udtørret prøveskov og savanne. Vi prøvede blade og grene fra 299 træer. Det var meget lange dage, normalt starter kl. 4.30 med en gruppemorgenmad, og kl. 6.00 ville vi allerede arbejde i marken. Vi ville afslutte feltarbejdet omkring kl. og derefter arbejde i feltlaboratorierne til kl. Nogle af forskningsassistenterne - som var master- og bachelorstuderende på det tidspunkt - har forfulgt yderligere postgraduate studier efter oplevelsen og med succes fundet stipendier i Ghana, Europa og USA.

Når man starter denne forskning, vi forventede, at en udtørringstrend ville afspejle sig i generelle fald i diversiteten for alle tropiske skove. Imidlertid, vi fandt, at skovsamfund i tørrere lokaliteter i gennemsnit oplevede stærkere fald i funktionelle, taksonomisk og fylogenetisk mangfoldighed over tid end skovsamfund i vådere områder.

Det betyder, at tørrere skove er på vej mod stadig mere homogene skovsamfund, divergerer længere fra vådere skove i funktionelle, taksonomisk og fylogenetisk mangfoldighed. I modsætning, vådere skove viste i gennemsnit stigninger i funktionel og taksonomisk diversitet, hvilket kunne være resultatet af deres højere atmosfæriske og grundvandstilgængelighed sammenlignet med den, der er tilgængelig for tørrere skove. Samlet set, klima- og jordbundsforhold forklarede til dels ændringerne i diversitet og forskelle i reaktioner mellem tørrere og vådere tropiske skove i Vestafrika.

Stephen Adu-Bredu og Theresa Peprah fra CSIR-Forestry Research Institute of Ghana, beskrev, at nogle af de mest udfordrende ting at gøre under feltarbejdet var at vågne op dagligt kl. 03.00 for at komme til marken omkring kl. 04.00 til måling af vandpotentiale før daggry, samt klatring i træerne på dette tidspunkt af dagen. De siger:"Tørsæsonen CO ₂ udvekslingsmåling var vanskelig og frustrerende. Man kan bruge over en time eller endda en dag på et enkelt blad, og målingerne skal udføres på tre blade pr. gren, som protokollen kræver."

Dr. Imma Oliveras, senior studieforfatter og viceprogramleder om økosystemer ved Environmental Change Institute, University of Oxford, reflekterer over feltkampagnen:"For mig var denne feltkampagne en utrolig berigende oplevelse. Det var travle dage med videnudveksling. Jeg ville træne lokale studerende i videnskabelige metoder, og de lærte mig om den lokale flora såvel som om de lokale skove og om den ghanesiske kultur og traditioner.

"Nogle skove havde tabubelagte dage, hvor vi ikke måtte gå i skoven, og vi ville bruge det til at indhente laboratoriearbejdet. Vi ville også udveksle viden på andre områder, såsom køkken. Jeg lærte at lave fufu, og jeg lærte dem at lave spanske omeletter. Videnskabeligt set, Jeg nød at træne forskningsassistenterne i både dataindsamling, datahærdning og dataanalyser, og de fleste deltagere er nu medforfattere til anden relateret forskning."

I vores undersøgelse vurderede vi ikke, hvordan mangfoldighedsændringer påvirker økosystemernes funktion. Imidlertid, der er rigeligt med beviser, der viser, at fald i funktionelle, taksonomisk og fylogenetisk diversitet kan forårsage tab af skovfunktioner, såsom ressourceforbrug, cykling og biomasseproduktion og modstandsdygtighed over for et ændret klima. Derfor, økosystemfunktionerne i samfund, der viser fald på tværs af alle tre facetter af mangfoldighed, kan være særligt sårbare under et udtørrende klima.

Samlet set, vores undersøgelse viste, at tørrere skovsamfund har gennemgået biodiversitetshomogenisering på grund af et opvarmende og udtørrende klima, som i sidste ende kan have negative virkninger ikke kun på økosystemernes funktion, men også på deres bidrag til menneskers velfærd og levebrød.