Forskere reducerer usikkerheden i skovens kulstoflagringsberegninger

Investorer, der satser på bevarelse af tropisk skov og genplantning for at løse den globale opvarmning ved at lagre kulstof i træ, står over for enorme usikkerheder, fordi videnskaben bag forudsigelse af kulstoflagre stadig er rystende. Selv de bedste Earth Systems-modeller formår ikke at forudsige, hvordan kulstof lagret af tropiske skove varierer fra sted til sted. Det Ny fytolog inviterer videnskabsmænd, der laver det "mest spændende, banebrydende forskning" for at gennemgå aktuelle emner på en måde, som ikke-videnskabsmænd kan forstå. Helene Muller-Landau, stabsforsker ved Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) blev valgt til at skrive den autoritative Tansley Review af kulstofregnskaber i troperne.

Hun arbejdede sammen med Kristina Anderson-Teixeira, også en STRI-stabsforsker ved STRI's Center for Tropical Forest Science-Forest Global Earth Observatory (Smithsonian ForestGEO), post-doc-stipendiater fra Columbia University og Princeton University, og to STRI-praktikanter til at gennemgå snesevis af undersøgelser for at syntetisere mønstre for, hvordan tropisk skovs produktivitet og kulstoflagring varierer over hele kloden. De konkluderer, at varmt, våde tropiske skove med moderat frugtbar jord lagrer mere kulstof.

"Økologer har studeret tropiske skove i over hundrede år, sagde Muller-Landau, "men de fleste undersøgelser fokuserer på en enkelt skovtype eller en enkelt region, gør det svært at se det store billede af, hvordan kulstof strømmer gennem skovene. Vi manglede en syntese af, hvordan tropiske skove varierer med klimaet, jord, og forstyrrelsesregime, og hvad vi ved om mekanismerne bag denne variation."

Forfatterne indsamlede undersøgelser fra tropiske skove rundt om i verden, der målte variabler såsom kulstoflagre, skovproduktivitet og kulstofopholdstid på otte eller flere steder, der er forskellige i temperatur, nedbør, højde, og/eller jordens frugtbarhed. STRI praktikanter Eva Arroyo og Bogumila Backiel bidrog til litteraturgennemgang og analyser.

KC Cushman, en post-doc stipendiat med finansiering fra Next Generation Ecosystem Experiments-Tropics, US Department of Energy, Videnskabens kontor, Office of Biological and Environmental Research bestemte den geografiske placering af hver undersøgelse og indhentede klimaoplysninger for hvert sted fra de globale CHELSA-klimadatasæt, så holdet kunne evaluere intervallerne af klimavariabler for alle undersøgelserne.

"En af udfordringerne er, at de ældre undersøgelser ikke estimerer kulstof eller rapporterer resultater med hensyn til kulstof, " sagde Cushman. "Men de rapporterer ofte om andre mængder, der er rimeligt gode proxyer; for eksempel, kronehøjden er en god forudsigelse for skovens kulstoflagre."

Nogle store take-aways dukkede op:I våde tropiske skove, træer vokser hurtigere og lagrer mere kulstof end i mere tørre skove. Lavhøjede skove er højere og lagrer mere kulstof end højhøjede skove.

Og når jorden er mere frugtbar, træer er mere produktive, som ville, alt andet lige, forventes at føre til højere kulstoflagre. Men når jorden er mere frugtbar, træer dør også hurtigere, hvilken, på egen hånd, ville føre til faldende kulstoflagre med højere fertilitet. Men når man sætter de to ting sammen, kulstoflagrene bør være størst ved middel fertilitet, hvilket ville forklare, hvorfor tidligere undersøgelser ikke er enige om, hvorvidt kulstoflagrene stiger eller falder med jordens frugtbarhed.

En anden stor takeaway er, at man ikke ved meget om trædødelighed, selvom det er afgørende for at forudsige kulstoflagre. I områder, hvor skoven oftere forstyrres, eller trædødeligheden er højere af andre årsager, mindre kulstof lagres som biomasse, og det flyder hurtigere gennem systemet.

Selvom mønstrene for kulstoflagring i tropiske skove er forskellige fra sted til sted, de generelle mønstre er overraskende konsistente. Afrikanske og asiatiske tropiske skove har højere biomasse i områder, hvor klimaet ligner det i amerikanske skove, for eksempel. Sikkert, der er vigtige undtagelser fra reglerne - f.eks. nogle højtliggende skove er meget høje i biomasse. Men undtagelserne hjælper forskere med at identificere de generelle mekanismer, der ligger til grund for disse mønstre.

Da hun begyndte anmeldelsen, Muller-Landau konsulterede tidligere STRI-stabsforsker Egbert Leighs klassiske tekst Tropical Forest Ecology, for et resumé af generel forståelse før hendes syntese. Leigh bemærkede, at tørre skove (dem med tørre sæsoner på 5 eller flere måneder) havde lavere produktivitet og biomasse, men betragtede alle andre lavlandsskove, inklusive dem med kortere tørre sæsoner såvel som altid våde skove, at have lignende bladproduktivitet, dødelighed og biomasse. Hendes nye syntese viser, at faktisk, der er stor variation mellem disse skove, og at denne variation er struktureret af klima og jordbund, med stort set konsistente relationer på tværs af regioner.

"Denne syntese udvider enormt vores fornemmelse af, hvordan overjordiske kulstoflagre varierer med klimaet og jordens frugtbarhed, " sagde Leigh, da han blev bedt om at kommentere, "og gør det meget lettere at stille spørgsmål om årsagerne til disse forhold."