Nordlige skovbrande kan fremskynde klimaændringerne

Ny forskning peger på, at de computerbaserede modeller, der i øjeblikket bruges til at simulere, hvordan Jordens klima vil ændre sig i fremtiden, undervurderer den indvirkning, som skovbrande og udtørrende klima har på verdens nordligste skove, som udgør det største skovbiom på planeten. Det er en vigtig forståelse, fordi disse nordlige skove absorberer en betydelig mængde af jordens kuldioxid.

Fundet, nået ved at studere 30 år af verdens skove ved hjælp af NASA-satellitbilleddata, tyder på, at skove ikke vil være i stand til at binde så meget kulstof som tidligere forventet, at gøre bestræbelserne på at reducere CO2-emissionerne så meget desto mere presserende.

"Brandene intensiveres, og når skove brænder, kulstof frigives til atmosfæren, " siger Boston Universitys miljø-jordforsker Mark Friedl, seniorforfatter på undersøgelsen offentliggjort i Natur klimaændringer . "Men vi ser også længere vækstsæsoner, varmere temperaturer, som trækker kulstof ud af atmosfæren [og ind i planter]. Mere CO ₂ i atmosfæren fungerer som gødning, øget vækst af træer og planter - så, videnskabeligt, der har været dette store spørgsmål derude:Hvad sker der på globalt plan med Jordens skove? Vil de fortsætte med at absorbere så meget kulstof, som de gør nu?"

Nutidens skove fanger omkring 30 procent af al menneskerelateret CO ₂ emissioner, som Friedl kalder en "enorm buffer på menneskeskabte klimaændringer." Den nye undersøgelse, imidlertid, afslører, at videnskabsmænd hidtil har undervurderet den indvirkning, som brande og andre forstyrrelser – som tømmerhøst – har på Jordens nordlige skove og, på samme tid, har overvurderet den vækstfremmende effekt af klimaopvarmning og stigende atmosfærisk CO ₂ niveauer.

"Nuværende jordsystemers modeller ser ud til at misrepræsentere en stor del af den globale biosfære. Disse modeller simulerer atmosfæren, oceaner, og biosfæren, og vores resultater tyder på, at [den modelbaserede simulering af nordlige skove] har været langt væk, siger Friedl, en BU College of Arts &Sciences professor i jord og miljø og midlertidig direktør for BU's Center for Fjernmåling. Han er ekspert i at bruge satellitbilleddata til at overvåge Jordens økosystemer på globalt plan.

"Det er ikke nok for en skov at optage og lagre kulstof i sin træ og jord. For at det er en reel fordel, skoven skal forblive intakt - en stigende udfordring i en opvarmning, mere brandfarligt klima, " siger Jonathan Wang, avisens hovedforfatter. "Det fjerne nord er hjemsted for store, tætte lagre af kulstof, der er meget følsomme over for klimaændringer, og det vil kræve en masse overvågning og indsats for at sikre, at disse skove og deres kulstoflagre forbliver intakte."

Arbejder på sin ph.d. i Friedls laboratorium, Wang undersøgte nye måder at udnytte registreringen af ​​data indsamlet fra det mangeårige Landsat-program, en fælles NASA/US Geological Survey-mission, der i udstrakt grad har afbildet Jordens overflade fra satellitter i årtier, at forstå, hvordan Jordens skove ændrer sig. Wang siger, at nye beregnings- og maskinlæringsteknikker til at kombinere store fjernmålingsdatasæt er blevet meget mere avancerede, "muliggør overvågning af selv de mest fjerntliggende økosystemer med hidtil usete detaljer."

Han udviklede en metode til at få rigere information fra 30 års Landsat-data ved at sammenligne dem med nyere målinger fra NASAs ICESat-mission, en satellit, der bærer laserbaseret billedteknologi, kaldet LiDAR, der kan registrere højden af ​​vegetation i en skov. Landsat, på den anden side, registrerer primært skovdække, men ikke hvor høje træerne er.

Sammenligning af de nyere LiDAR-målinger med billeddata indsamlet fra Landsat i samme tidsperiode, holdet arbejdede derefter baglæns for at beregne, hvor høj og tæt vegetationen var i løbet af de sidste tre årtier. De kunne derefter bestemme, hvordan biomassen i Jordens nordlige skove har ændret sig over tid - og afsløre, at skovene har mistet mere biomasse end forventet på grund af stadig hyppigere og mere omfattende skovbrande.

Specifikt, Friedl siger, skovene mister nåletræer, træer, der er emblematiske for Jordens nordlige skove, og med god grund. "Ilde kommer ind og brænder, og så vokser de mest opportunistiske arter først igen - som hårdttræ - som derefter bliver erstattet af nåletræer som sortgran, " siger han. "Men i løbet af de sidste 30 år, hvilket ikke er en lang tidsramme i forbindelse med klimaændringer, vi ser brande udrydde flere skove, og vi ser hårdttræ hænge længere i stedet for at blive erstattet af nåletræer."

Nåletræer er bedre tilpasset koldt klima end hårdttræ, hvilket potentielt kan bidrage til den svindende samlede biomasse i skovene.

"Et ofte anført argument mod klimaindsats er de formodede fordele, som økosystemer og samfund i det nordlige område vil nyde godt af af øget varme, " siger Wang. Han håber, at undersøgelsens opdagelse vil hjælpe folk med at forstå, at den globale klimakrise har alvorlige problemer for det fjerne nord, såvel. "Det kan være grønt, i en eller anden forstand, " han siger, "men i virkeligheden ophæver den klimadrevne stigning i skovbrande meget af de potentielle fordele ved en opvarmning, grønnere nord."

Wang og Friedls resultater kaster lys over et spørgsmål, der ville have været svært at besvare uden hjælp fra NASAs "øjne i himlen."

"Brandregimer ændrer sig på grund af klimaet, og mange områder af verdens skove er i ubeboede områder, hvor virkningerne af intense brande måske ikke let kan bemærkes, " siger Friedl. "Når store bidder af fast ejendom på steder som Californien går op i flammer, det får vores opmærksomhed. Men nordlige skove, som har nogle af de største lagre af kulstof i verden, bliver påvirket af brande mere, end vi var klar over indtil nu."