Brændstoffer, ikke brandvejr, kontrollere kulstofemissioner i boreale skove

Efterhånden som klimaopvarmningen fremkalder længere brandsæsoner og mere alvorlige brande i den nordamerikanske boreale skov, at kunne beregne, hvor meget kulstof hver brand brænder bliver mere presserende. Ny forskning ledet af Northern Arizona University og offentliggjort i denne uge i Natur klimaændringer antyder, at hvor meget kulstof, der forbrænder, afhænger mere af tilgængelige brændstoffer end af brandvejr, såsom tørkeforhold, temperatur, eller regn. I en stor retrospektiv undersøgelse, der strakte sig over Canada og Alaska, det internationale forskerhold fandt ud af, at det kulstof, der er lagret under jorden i jordens organiske stof, var den vigtigste forudsigelse for, hvor meget kulstof en brand vil frigive.

Holdet undersøgte det store vestlige boreals forskelligartede skovforhold ved at analysere feltdata indsamlet fra 417 afbrændingssteder i seks økoregioner i Canada og Alaska mellem 2004-2015. De fandt ud af, at mængden af ​​kulstof lagret i jord var den største forudsigelse for, hvor meget kulstof der ville forbrændes, og at jordfugtighed også var væsentlig til at forudsige kulstoffrigivelse.

"I disse nordlige skove, jord, ikke træer, kan stå for op til 90 procent af kulstofemissionerne, så vi forventede, at disse organiske jorde ville være en væsentlig drivkraft, " sagde hovedforfatter Xanthe Walker fra Center for Ecosystem Science and Society ved Northern Arizona University. "Men vi var overraskede over, at brandvejr og tidspunktet på året, hvor en brand starter, viste sig at være dårlige indikatorer for kulstofforbrænding. Det handler i virkeligheden om de brændstoffer, der er der, når en brand starter."

Det er en afgørende konstatering, siden brandvejr, målt ved et brandvejrindeks, er et af de vigtigste værktøjer, videnskabsmænd og brandledere i øjeblikket bruger til at modellere kulstofemissioner i disse boreale skove. Denne undersøgelse tyder på, at brændstoffer bør være en større del af disse modeller. "Når vi tænker på klimaændringer og skovbrande, vi tænker ofte instinktivt på ekstreme vejrforhold, sagde Marc-André Parisien, en forsker med Canadian Forest Service og medforfatter af undersøgelsen. "Men vores undersøgelse viser, at vegetation også betyder meget - meget! At forudsige fremtidig vegetation er en svær nød at knække, men denne undersøgelse understreger behovet for at blive ved med at spå om det."

De vegetationsmønstre, de afslørede, var komplekse - jordfugtighed, træartssammensætning, og stand alder på brandtidspunktet alle interageret for at forudsige forbrændingsmængder. For eksempel, meget brandfarlig sort gran var generelt en forudsigelse for kulstofforbrænding, og tilstedeværelsen af ​​denne art steg med stedets fugtighed og bevoksningstid på brandtidspunktet. Men sådanne interaktioner vil sandsynligvis ændre sig med klimaet. For eksempel, efterhånden som klimaet opvarmes og brandintervallerne forkortes, sorte granbevoksninger erstattes af løvtræer og knaldfyr, som vokser i mere lavvandede jorde, der frigiver mindre kulstof under brande. Undersøgelsens opløsning på site-niveau gjorde det muligt for forskerne at fange en sådan dynamik i kulstofforbrændingsmønstre, og giver fingerpeg om, hvordan de kan ændre sig i fremtiden.

"Vi er virkelig nødt til at bevæge os ud over misforståelsen af ​​den boreale skov som en monoton skovstrækning, sagde Sander Veraverbeke, adjunkt ved Vrije Universiteit Amsterdam og medforfatter til undersøgelsen. "Mens kun få træarter forekommer i den boreale skov, dens mangfoldighed i økosystemstruktur, skovens alder, topografi, tørvearealer og permafrostforhold er enorme, og vores papir viser, at disse egenskaber dikterer kulstofemissionerne fra boreale brande. Den gode nyhed er, at vi kan kortlægge aspekter af denne finskala økosystemvariation med nuværende værktøjer fra NASA og andre rumbureauer. Nu skal vi gøre dette på kontinental skala."

Det detaljeringsniveau, som denne undersøgelse fangede, giver modelbyggere en ramme til at stille flere spørgsmål om kulstof, sagde Michelle Mack, seniorforfatter på studiet og professor i biologi ved Northern Arizona University. "I fortiden, brandmodeller har fokuseret på brandadfærd, ikke kulstofemissioner, " sagde Mack. "Det har kun været i det sidste årti eller deromkring, at vi har set en global indsats for at kvantificere, hvor meget kulstof disse brande frigiver. Vi håber, at vores observationer om brændstoffer vil informere modellerne, mens vi arbejder på bedre at forstå den boreale skovs emissionsbane."

Parisien var enig. "Vi er ved at finde ud af, at tilbagemeldinger fra brandvegetation er meget stærkere, end vi troede, de var for blot et par år siden, " sagde han. "Selvfølgelig, vi vil aldrig være i stand til at styre hele det store boreale biom – det burde vi heller ikke ønske – men dette hjælper os med at vide, hvilke målrettede handlinger, såsom brandhåndtering eller ændring af skovvegetation, vi kan tage for at begrænse kulstoftab."