Le foreste di montagna sono più brave a immagazzinare carbonio - beh, in realtà, sono più bravi in ​​tutto – secondo un nuovo studio condotto dai ricercatori dei progetti finanziati dall'NSF CyVerse, corrente a getto, e l'Osservatorio della zona critica di Boulder Creek.

Tyson Swetnam, un ecologista e informatico scientifico presso la sede di CyVerse presso l'Università dell'Arizona, ha utilizzato le risorse CyVerse per condurre il GIS (sistema di informazione geografica) e analisi statistiche, e di condividere i dati con i suoi collaboratori. Il team ha utilizzato una strategia di scienza aperta supportata da CyVerse per creare i propri dati, analisi, e codice per i loro calcoli, tutti liberamente disponibili per il riutilizzo da parte dei ricercatori.

Lo studio, che è stato parzialmente supportato da molteplici sovvenzioni della National Science Foundation (NSF), tra cui l'Osservatorio di Boulder Creek Critical Zone (CZO) e il National Center for Airborne Laser Mapping (NCALM) presso l'Università di Houston, e dal Programma di Scienze dell'Ecosistema Terrestre del Dipartimento di Energia, è pubblicato sulla rivista scientifica ad accesso aperto Ecosfera .

Gli alberi sono uno dei più importanti serbatoi di carbonio della Terra, assorbendo l'anidride carbonica - un gas serra - dall'atmosfera come parte del loro processo di respirazione. Ancora, nei paesaggi di montagna, gli alberi non sono i soli agenti nello stoccaggio del carbonio. C'è di più in corso; fattori quali la disponibilità di nutrienti, profondità del suolo, precipitazione, e il flusso d'acqua terrestre, tra l'altro, tutti influiscono sulla salute di una foresta e sulla sua capacità di immagazzinare carbonio.

Swetnam e i colleghi dei CZO della NSF studiano questo quadro più ampio quando pensano a come il terreno complesso influenzi il ciclo del carbonio. La zona critica è definita come la zona dalle cime degli alberi al fondo dell'immagazzinamento delle acque sotterranee nel substrato roccioso cristallino che interagiscono e sono influenzate dai cambiamenti del clima e dell'uso del suolo.

"Le montagne prima catturano l'umidità atmosferica mentre si raffredda e si condensa in quota, e che la pioggia e la neve poi forniscono ai bacini l'umidità che alla fine si sposta nei fondovalle, " disse Swetnam. La neve sciolta dalle montagne alimenta i fiumi dell'altopiano del Colorado, dove è stato condotto lo studio.

"Le aree concentrate di umidità del suolo portano ad un aumento della produttività forestale, e una maggiore biomassa porta a un maggiore sequestro del carbonio, " Ha continuato Swetnam. Si scopre che le montagne forniscono la miscela speciale per lo stoccaggio ottimale del carbonio nelle foreste.

La topografia variabile è ancora più importante negli ecosistemi aridi o stressati dall'umidità, ha detto Swetnam. "Nel deserto sud-ovest, se non avessimo montagne non avremmo foreste. Abbiamo bisogno del terreno complesso per creare precipitazioni".

"Lo vediamo ogni estate a Tucson, " Ha aggiunto, "quando le nuvole di pioggia si formano sulle montagne di Santa Catalina durante la stagione dei monsoni."

Il team ha analizzato i record di precipitazione per tre siti di studio nel Boulder Creek CZO nelle Montagne Rocciose vicino a Boulder, Colorado, così come i dati LIDAR (rilevamento e distanza della luce) sulla densità e l'altezza degli alberi raccolti da un aeromobile sorvolato i siti di studio come parte di un'iniziativa NCALM.

"Il nostro studio è il primo a considerare la variabilità del carbonio rispetto alla distribuzione dell'umidità attraverso il gradiente di elevazione, " ha detto Swetnam.

Il pensiero convenzionale indicherebbe che gli alberi che crescono ad altitudini più elevate dovrebbero fare meglio, poiché in quota vi sono più precipitazioni, ma "quando guardi attraverso un intero spartiacque, la produttività delle foreste di fondovalle supera di gran lunga quella dei crinali, " notò Swetnam. Alberi situati nelle valli, dove i terreni sono profondi e l'umidità viene raccolta dalle precipitazioni che scendono dalle cime circostanti, sono più produttivi e migliori nello stoccaggio del carbonio.

Non si sa come il cambiamento climatico influenzerà le foreste di montagna, ha detto Swetnam. "Prevediamo che diventerà più caldo e più secco, e le foreste saranno in competizione tra loro per l'acqua. Se gli alberi muoiono sui pendii superiori, forse sarà disponibile più acqua per gli alberi sottostanti, ma al contrario, forse gli alberi che sono abituati ad avere acqua costante moriranno prima quando le loro risorse idriche si ridurranno".

Indipendentemente, Egli ha detto, è importante che i decisori sull'uso del suolo che stanno valutando quale tipo di legno trattare o preservare, considerare che la topografia influenza la robustezza delle foreste, produttività, e capacità di immagazzinare carbonio.

Swetnam e i suoi collaboratori hanno utilizzato il CyVerse Data Store e il Jetstream Cloud della NSF ospitato dall'Extreme Science and Engineering Discovery Environment per condividere i loro dati e calcoli mentre completavano lo studio.

"La disponibilità delle risorse computazionali CyVerse e Jetstream rende i calcoli GIS più veloci e più facili, " ha osservato Swetnam.

I dati sono disponibili per il download dal repository di dati CyVerse Data Store e Critical Zone Observatories. Il codice per i calcoli è disponibile nelle sezioni supplementari del documento.