Nei secoli passati, come noi umani abbiamo ripulito i campi per le fattorie, strade e autostrade costruite, e città espanse sempre all'esterno, abbiamo abbattuto alberi. Dal 1850, abbiamo ridotto di un terzo la copertura forestale globale. Abbiamo anche cambiato l'aspetto delle foreste:gran parte dei boschi del mondo ora esistono in frammenti irregolari, con il 20 percento della foresta rimanente entro 100 metri da un bordo, come una strada, Giardino dietro la casa, campo di mais, o parcheggio.

Gli scienziati hanno studiato per decenni le foreste frammentate, principalmente per misurare i loro effetti sulla fauna selvatica e sulla biodiversità. Ma di recente, due scienziati del Boston University College of Arts &Sciences (CAS):Andrew Reinmann (GRS'14), un associato di ricerca post-dottorato, e Lucy Hutyra, un professore associato di Terra e ambiente, hanno rivolto la loro attenzione a un altro problema:gli effetti dei frammenti di foresta sullo stoccaggio del carbonio e sui cambiamenti climatici. Hanno scoperto che le foreste temperate di latifoglie, come i boschi di querce rosse comuni nel New England, assorbono più carbonio del previsto lungo i bordi, ma hanno anche scoperto che quei bordi sono più suscettibili allo stress termico. La ricerca, finanziato dalla National Oceanic and Atmospheric Administration, l'Amministrazione Nazionale dell'Aeronautica e dello Spazio, e la Fondazione Nazionale della Scienza, e pubblicato il 19 dicembre edizione 2016 del Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , offre buone e cattive notizie sulla frammentazione forestale. Suggerisce che mentre queste foreste possono essere serbatoi di carbonio più preziosi di quanto si pensasse in precedenza, sono anche più sensibili ai cambiamenti climatici.

"Avere stime accurate di ciò che stanno facendo quegli alberi ai margini - quanto carbonio stanno togliendo dall'atmosfera - è davvero importante quando pensiamo al nostro clima futuro, "dice Reinmann, autore principale della carta.

La concentrazione atmosferica annuale di anidride carbonica (CO2), un potente gas serra e agente del riscaldamento globale, è aumentato di oltre il 40% dall'inizio della rivoluzione industriale e continua a crescere. Le foreste svolgono un ruolo fondamentale come pozzo di carbonio, assorbendo circa il 25% delle emissioni di CO2 che noi esseri umani emettiamo in cielo.

La maggior parte della nostra comprensione della dinamica del carbonio forestale deriva dallo studio di foreste rurali intatte come Hubbard Brook nelle White Mountains del New Hampshire e la foresta di Harvard a Petersham, MA, non dallo studio di frammenti di foresta. "Quando spezzi una foresta, cambi molto le condizioni di crescita della foresta che è rimasta indietro, "dice Reinmann, "ma non abbiamo una buona comprensione di come questo cambiamento influenzi il sequestro e lo stoccaggio del carbonio".

Per scoprirlo, Reinmann e Hutyra hanno raccolto dati da 21 parcelle forestali frammentate intorno a Boston, misura circa 500 alberi. In otto di questi appezzamenti, hanno fatto un passo in più, prelevare campioni di carote da alberi di diametro superiore a 10 centimetri, un totale di 420 core da 210 alberi. Hanno usato i nuclei, e altri dati, per calcolare la velocità di crescita degli alberi. Le dimensioni e il tasso di crescita di un albero indicano quanto carbonio può assorbire e anche quanto stress sta vivendo.

Reinmann e Hutyra hanno scoperto che i frammenti di foresta crescono più velocemente lungo i bordi rispetto alle foreste intatte, assorbe più carbonio del previsto. "Quando crei quel bordo, essenzialmente stai riducendo la concorrenza e liberando risorse come la luce, acqua, e nutrienti per gli alberi, "dice Reinmann, chi nota che l'effetto si estende a circa 20 metri dal limite del bosco. Curiosamente, la scoperta può valere solo per le foreste temperate di latifoglie comuni nel New England, gli Appalachi, Canada, ed Europa. La foresta pluviale amazzonica ha l'effetto opposto quando è frammentata, con minore biomassa e meno stoccaggio di carbonio lungo i bordi.

"Forestali e taglialegna lo sanno intuitivamente da molto tempo:se entri e riduci la competizione per le risorse, gli individui rimanenti cresceranno più velocemente, " aggiunge Hutyra. "Il pezzo nuovo di questo lavoro era quantificarlo attraverso questi bordi, guarda fino a che punto si spinge nella foresta, e contestualizzalo con quanto questa frammentazione sia importante in una parte del mondo, il New England meridionale, che sappiamo essere un grande pozzo netto di carbonio".

Anche se questa sembra una vittoria per le nostre foreste irregolari del New England, la deforestazione è ancora dannosa per il sequestro del carbonio in generale. "Quando spezzi una foresta, la foresta rimanente può compensare un po' ciò che è stato perso, ma non completamente, " dice Reinmann. "Quindi potrebbe non essere così terribile dal punto di vista del carbonio come pensavamo, ma è ancora brutto".

A compensare questa (piuttosto) buona notizia c'è l'altra scoperta del giornale:questi margini della foresta, più esposto al vento e al sole, crescono più lentamente quando sono stressati dal caldo.

"Si perdono molti vantaggi in termini di carbonio negli anni caldi, "dice Reinmann, che ha scoperto che il "numero magico" per gli alberi locali è di circa 27°C (80,6°F), che corrisponde alla temperatura media elevata di luglio, il nostro mese più caldo. "Ma una volta superata quella soglia, gli alberi crescono molto più lentamente, " dice. E la notizia davvero brutta:se le temperature regionali continueranno ad aumentare a ritmo costante, l'attuale beneficio in termini di carbonio offerto dai margini delle foreste potrebbe diminuire in modo significativo. "Se questo pozzo di carbonio si spegne all'improvviso, le nostre proiezioni per il clima futuro cambieranno, " dice Reinmann. "Quindi la nostra attuale comprensione e modelli ecologici, che non tengono conto di questo, manca qualcosa di importante".

Reinmann e Hutyra stanno attualmente ampliando il lavoro per studiare le foreste rurali e finora vi stanno riscontrando effetti ancora maggiori. Sperano anche di utilizzare immagini ad alta risoluzione e analisi chimiche più precise per osservare più da vicino i campioni di carota e vedere come la crescita e la fotosintesi cambiano nel corso dei giorni, le stagioni, ondate di calore, e altri fattori di stress ambientale. Più dati possono portare a modelli migliori, dice Hutyra.

"Mentre continuiamo a gestire più attivamente il nostro paesaggio, che si tratti dell'intensificazione agricola in Brasile o dell'espansione urbana in Cina o dello sviluppo urbano tentacolare qui, la frammentazione del paesaggio è onnipresente. È probabile che rimanga, se non aumentare, " dice Hutyra. "E quindi quantificare gli effetti di tutta questa frammentazione è davvero importante per comprendere la capacità a lungo e a breve termine delle foreste di continuare ad assorbire carbonio, e per noi essere in grado di modellarlo accuratamente per proiettare il clima futuro".