Global analyse identificerer udsatte skove

Skovene er engageret i en delikat, dødbringende dans med klimaændringer, suger kuldioxid ud af luften med milliarder af løvsugehalm og er vært for rigelig biodiversitet, så længe klimaændringerne med dens tørker, skovbrande og økosystemskift ikke dræber dem først.

I en undersøgelse offentliggjort i Science , William Anderegg, konstituerende direktør for University of Utahs Wilkes Center for Climate Science and Policy, og kolleger kvantificerer risikoen for skovene fra klimaændringer langs tre dimensioner:kulstoflagring, biodiversitet og skovtab fra forstyrrelser, såsom brand eller tørke. Resultaterne viser, at skove i nogle regioner oplever klare og konsekvente risici. I andre regioner er risikoprofilen mindre klar, fordi forskellige tilgange, der tager højde for forskellige aspekter af klimarisiko, giver divergerende svar.

"Stor usikkerhed i de fleste regioner fremhæver, at der er meget mere videnskabeligt studie, der er et presserende behov," siger Anderegg.

Et internationalt team

Anderegg samlede et hold med forskere fra Storbritannien, Tyskland, Portugal og Sverige.

"Jeg havde mødt nogle af disse folk før," siger han, "og havde læst mange af deres papirer. Da jeg foretog en stor, syntetisk analyse som denne, kontaktede jeg dem for at spørge, om de ønskede at være involveret i en global analyse og levere deres ekspertise og data."

Deres opgave var formidabel - vurdere klimarisici for verdens skove, som spænder over kontinenter og himmelstrøg og huser en enorm biodiversitet, mens de lagrer en enorm mængde kulstof. Forskere havde tidligere forsøgt at kvantificere risici for skove ved hjælp af vegetationsmodeller, forhold mellem klima og skovegenskaber og klimaeffekter på skovtab.

"Disse tilgange har forskellige iboende styrker og svagheder," skriver teamet, "men en syntese af tilgange på globalt plan mangler." Hver af de tidligere tilgange undersøgte én dimension af klimarisiko:kulstoflagring, biodiversitet og risiko for tab af skov. Til deres nye analyse gik holdet efter alle tre.

Tre risikodimensioner

"Disse dimensioner af risiko er alle vigtige og i mange tilfælde komplementære. De fanger forskellige aspekter af skovenes modstandsdygtighed eller sårbarhed," siger Anderegg.

Kulstoflagring: Skove absorberer omkring en fjerdedel af den kuldioxid, der udsendes til atmosfæren, så de spiller en afgørende vigtig rolle i at buffere planeten fra virkningerne af stigende atmosfærisk kuldioxid. Holdet udnyttede output fra snesevis af forskellige klimamodeller og vegetationsmodeller, der simulerede, hvordan forskellige plante- og trætyper reagerer på forskellige klimaer. Derefter sammenlignede de det seneste tidligere klima (1995-2014) med slutningen af ​​det 21. århundrede (2081-2100) i scenarier med både høje og lave kulstofemissioner.

I gennemsnit viste modellerne globale gevinster i kulstoflagring i slutningen af ​​århundredet, dog med store uenigheder og usikkerhed på tværs af de forskellige klima-vegetationsmodeller. Men ved at zoome ind på regionale skove og under hensyntagen til modeller, der forudsiger kulstoftab og ændringer i vegetationen, fandt forskerne højere risiko for kulstoftab i sydlige boreale (lige syd for Arktis) skove og de tørrere områder i Amazonas og de afrikanske troper.

Biodiversitet: Ikke overraskende fandt forskerne ud af, at den højeste risiko for, at økosystemer skifter fra en "livszone" til en anden på grund af klimaændringer, kunne findes ved biomers nuværende grænser - for eksempel ved den nuværende overgang mellem tempererede og boreale skove. De modeller, som forskerne arbejdede ud fra, beskrev ændringer i økosystemer som helhed og ikke arter individuelt, men resultaterne tydede på, at skovene i de boreale regioner og det vestlige Nordamerika stod over for den største risiko for tab af biodiversitet.

Forstyrrelse: Endelig kiggede forfatterne på risikoen for "stand-erstattende forstyrrelser" eller begivenheder som tørke, brand eller insektskader, der kunne udslette skovskred. Ved hjælp af satellitdata og observationer af stand-erstattende forstyrrelser mellem 2002 og 2014, forudser forskerne derefter ind i fremtiden ved hjælp af forventede fremtidige temperaturer og nedbør for at se, hvor meget hyppigere disse begivenheder kan blive. De boreale skove står igen over for høj risiko under disse forhold, såvel som troperne.

"Skovene lagrer en enorm mængde kulstof og bremser tempoet i klimaændringerne," siger Anderegg. "De rummer langt størstedelen af ​​Jordens biodiversitet. Og de kan være ret sårbare over for forstyrrelser som alvorlig brand eller tørke. Det er således vigtigt at overveje hver af disse aspekter og dimensioner, når man tænker på fremtiden for Jordens skove i et hurtigt skiftende klima. "

Fremtidige behov

Anderegg var overrasket over, at de rumlige mønstre med høj risiko ikke overlappede mere på tværs af de forskellige dimensioner. "De fanger forskellige aspekter af skovenes reaktioner," siger han, "så de ville sandsynligvis ikke være identiske, men jeg forventede nogle lignende mønstre og sammenhænge."

Modeller kan kun være så gode som grundlaget for videnskabelig forståelse og data, som de er bygget på, og denne undersøgelse, skriver forskerne, afslører betydelig forståelse og datahuller, der kan bidrage til de inkonsistente resultater. Globale modeller for biodiversitet, for eksempel, inkorporerer ikke dynamikken i vækst og dødelighed eller inkluderer virkningerne af stigende CO₂ direkte på arter. Og modeller for skovforstyrrelser inkluderer ikke genvækst eller artsomsætning.

"Hvis skove udnyttes til at spille en vigtig rolle i klimabegrænsning," skriver forfatterne, "er der behov for en enorm videnskabelig indsats for bedre at kaste lys over, hvornår og hvor skovene vil være modstandsdygtige over for klimaændringer i det 21. århundrede."

De vigtigste næste skridt, siger Anderegg, er at forbedre modeller for skovforstyrrelser, at studere skovenes modstandskraft efter forstyrrelse og at forbedre store økosystemmodeller.

Det nyligt lancerede Wilkes Center for Climate Science and Policy ved University of Utah har til formål at levere banebrydende videnskab og værktøjer til beslutningstagere i USA og over hele kloden. Til denne undersøgelse byggede forfatterne et visualiseringsværktøj af resultaterne for interessenter og beslutningstagere.

På trods af usikkerhed i resultaterne ser det vestlige Nordamerika ud til at have en konsekvent høj risiko for skovene. At bevare disse skove, siger han, kræver handling.

"Først må vi indse, at jo hurtigere vi tackler klimaforandringerne, jo lavere vil risiciene i Vesten være," siger Anderegg. "For det andet kan vi begynde at planlægge for at øge risikoen og styre skove for at reducere risikoen, som brande." + Udforsk yderligere

Klimaændringer øger risikoen for trædød