Klimaatverandering bedreigt de wereldwijde opslag van koolstofdioxide in bossen

Klimaatverandering heeft gevolgen voor de Amerikaanse bossen, vooral in de westelijke regio’s, waardoor de groei van bomen afneemt en hun vermogen om als koolstofputten te fungeren op de proef wordt gesteld.

Klimaatverandering verandert de bossen in de Verenigde Staten op een andere manier, blijkt uit een nieuwe analyse van gegevens van de Amerikaanse Forest Service. Met stijgende temperaturen, escalerende droogtes, bosbranden en ziekte-uitbraken die bomen treffen, waarschuwen onderzoekers dat bossen in het Amerikaanse Westen het zwaarst te lijden hebben onder de gevolgen.

Uit onderzoek blijkt dat er regionale verschillen zijn in de gezondheid van bossen

De studie, uitgevoerd door biologieonderzoekers aan de Universiteit van Florida, werd c. Aaron Hogan en Jeremy W. Lichstein, in het tijdschrift Proceedings van de Nationale Academie van Wetenschappen. De studie onthult een duidelijk regionaal onevenwicht in de bosproductiviteit, een belangrijke maatstaf voor de gezondheid van bossen die de groei van bomen en de accumulatie van biomassa meet. De afgelopen twintig jaar heeft het westen van de Verenigde Staten, die te kampen hebben met ernstiger gevolgen van de klimaatverandering, een duidelijke productiviteitsvertraging laten zien, terwijl het oosten van de Verenigde Staten, met mildere gevolgen voor het klimaat, een licht versnelde groei heeft gekend.

Bossen als koolstofputten en klimaatregulatoren

Bossen spelen een cruciale rol bij het reguleren van het klimaat op aarde en fungeren als koolstofputten die jaarlijks ongeveer 25% van de menselijke koolstofuitstoot opvangen. Hun vermogen om koolstof op te slaan hangt echter af van het delicate evenwicht tussen de positieve en negatieve gevolgen van de klimaatverandering. De studie maakt gebruik van bosinventarisgegevens op nationaal niveau en modelleert trends van 1999 tot 2020, waarbij 113.806 metingen in niet-beplante bossen worden geanalyseerd.

“We zien veranderingen in de prestaties van bossen nu bosecosystemen reageren op mondiale factoren die verandering teweegbrengen, zoals de bemesting met kooldioxide en de klimaatverandering”, zegt Hogan. “Het is de toekomstige balans tussen deze factoren die de bosprestaties in de komende jaren of decennia zal bepalen.”

Kooldioxidebemesting en boomgroei

Sommige factoren, zoals droogte en bospathogenen, hebben negatieve gevolgen voor de productiviteit, maar van andere factoren, zoals de bemesting met kooldioxide, wordt verwacht dat ze positieve gevolgen hebben. Dit fenomeen geeft aan dat verhoogde kooldioxideniveaus de plantengroei bevorderen FotosyntheseWat onderzoekers inspireerde om dieper naar het effect ervan te kijken.

“De U.S. Forest Service houdt al tientallen jaren de groei en overleving van meer dan een miljoen bomen in de Verenigde Staten in de gaten”, aldus Lichtstein. “We waren geïnteresseerd om te weten of hun gegevens bewijs leverden van toegenomen groeisnelheden van bomen, zoals voorspeld door de CO2-bemestingshypothese.”

Uitdagende aannames over koolstofopslag

Terwijl de boomgroei in het oosten van de Verenigde Staten in lijn is met de verwachtingen, vertoont de westelijke regio extreme klimaateffecten die alle positieve groeitrends overweldigen, wat de algemene veronderstelling ter discussie stelt dat de capaciteit van bossen om koolstof op te slaan zal blijven toenemen.

“Onze studie suggereert dat toekomstige projecties voor de stijging van het klimaat en de zeespiegel misschien te optimistisch zijn, omdat ecosystemen in de toekomst waarschijnlijk minder koolstof zullen opslaan”, aldus Lichstein. “Verminderde koolstofopslag in het ecosysteem betekent meer koolstof in de atmosfeer en dus meer opwarming en versnelde klimaatverandering.”

Regionale schommelingen en klimaatdrempels

De resultaten benadrukken ook het feit dat klimaatverandering geen verbindende kracht is, maar eerder een dynamische factor met regiospecifieke gevolgen. De studie laat zien hoe de mate van klimaatverandering bossen voorbij het omslagpunt zou kunnen duwen. Sommige bossen naderen of overschrijden de klimaatdrempels al, waardoor ze koolstofbronnen worden in plaats van putten die koolstof uit de atmosfeer verwijderen.

“Het is niet gegarandeerd dat de koolstofopslag in het ecosysteem permanent is en mogelijk omkeerbaar is als gevolg van de klimaatverandering”, aldus Lichtstein. “Deze ommekeer vindt al plaats in het westen van de Verenigde Staten, en er zijn aanwijzingen dat deze zich ook kan voordoen in andere door droogte getroffen regio’s van de wereld, zoals het Amazonegebied.”

Het kan verleidelijk zijn om verliezen toe te schrijven aan extreme gebeurtenissen. Maar volgens de onderzoekers kan de lagere productiviteit in het westen van de Verenigde Staten niet worden toegeschreven aan hogere boomsterftecijfers.

Afname van de groei en productiviteit van bomen

“We horen veel over bosbranden in het westen van de Verenigde Staten, die veel bomen doden en koolstof in de atmosfeer vrijgeven”, zei Lichtstein. “Maar uit ons onderzoek blijkt dat er meer koolstofverlies door ecosystemen in de westerse bossen optreedt als gevolg van de lagere groeisnelheid van bomen.”

Naarmate de groei van bomen vertraagt ​​als gevolg van de ongunstige gevolgen van de klimaatverandering, waaronder verminderde regenval, suggereert de studie dat zelfs zonder toegenomen bosbranden de koolstofopslag in de westerse bossen zal blijven verzwakken zonder dringende maatregelen om de menselijke uitstoot van broeikasgassen te verminderen.

“We moeten gezonde bossen hebben in termen van emissiereducties om de mondiale koolstofbalans te herstellen en de klimaatverandering te beperken”, aldus Hogan.

De dringende noodzaak om bossen te behouden en de uitstoot te verminderen

De verschuivingen die in de Amerikaanse bossen worden waargenomen, geven aanleiding tot bezorgdheid over hun toekomstige veerkracht en duurzaamheid. De onderzoekers hopen dat hun bevindingen de urgente noodzaak voor overheden en industrie benadrukken om samen te werken om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen en zo snel mogelijk een netto-nul-uitstoot te bereiken.

“Onze resultaten onderstrepen de noodzaak om de mondiale uitstoot van broeikasgassen terug te dringen”, aldus Lichtstein. “Zonder de emissiereducties waar wetenschappers al tientallen jaren op aandringen, zullen de koolstofputten in de bossen waarschijnlijk verzwakken, waardoor het tempo van de klimaatverandering zal versnellen.”

Referentie: “Klimaatverandering is bepalend voor productiviteitstrends in Amerikaanse bossen” door J. Aaron Hogan en Grant M. Domke, Kai Zhou en Daniel J. Johnson, Jeremy W. Lichtstein, 16 januari 2024, Proceedings van de Nationale Academie van Wetenschappen.
doi: 10.1073/pnas.2311132121

Deze studie is ontwikkeld in samenwerking met Grant Domke van het Northern Research Station van de US Forest Service, Kai Zhou van de Universiteit van Michigan en Dan Johnson van het College of Forestry, Fisheries, and Geomatics van de University of Florida.