La capacità di prevedere i modelli meteorologici ci ha aiutato a fare scelte di abbigliamento e piani di viaggio, e persino salvato vite. Ora, i ricercatori del College of Natural Resources and Environment della Virginia Tech utilizzano metodi predittivi simili per prevedere la crescita degli alberi.

In uno studio pubblicato su Applicazioni ecologiche , i ricercatori hanno utilizzato le previsioni ecologiche per prevedere come i cambiamenti di temperatura, acqua, e le concentrazioni di carbonio nell'atmosfera negli Stati Uniti sudorientali possono influenzare i futuri tassi di crescita degli alberi.

Il documento riunisce gli sforzi di due progetti finanziati dal Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti. Nel primo, noto come PINEMAP, centinaia di ricercatori hanno raccolto dati sulla crescita delle foreste degli ultimi 35 anni e hanno sviluppato modelli matematici per quantificare come le foreste di pini possono rispondere ai cambiamenti climatici.

Il secondo progetto, guidato da R. Quinn Thomas, assistente professore di dinamica forestale e modellazione degli ecosistemi presso il Dipartimento delle risorse forestali e della conservazione ambientale della Virginia Tech, focalizzato sulla quantificazione delle incertezze sul modo in cui i modelli climatici prevedono come gli ecosistemi forestali e agricoli, insieme a decisioni come la tempistica delle rotazioni delle colture o del raccolto forestale, influenzare la temperatura del clima e i modelli delle precipitazioni.

Thomas ha notato somiglianze tra questi due progetti e il modo in cui i dati meteorologici possono aiutare i meteorologi a prevedere i modelli meteorologici futuri. Ciò lo ha portato a sviluppare un nuovo progetto di ricerca per prevedere la produttività delle foreste fino alla metà del 21° secolo.

"Ho capito che potevamo usare il passato per informare il futuro, " ha detto Thomas. "Le osservazioni storiche sulla crescita degli alberi e sul clima possono essere inserite in un modello matematico che descrive come crescono le foreste, rendendolo più preciso nel tempo. Questo è simile al modo in cui le previsioni del tempo vengono aggiornate quando diventano disponibili nuovi dati meteorologici".

Thomas e i membri del team del suo dipartimento:la studentessa di master Annika Jersild, associato postdottorato Evan Brooks, Professore Associato Valerie Thomas, e il professor Randolph Wynne, basato su dati e concetti dei due progetti per sviluppare un quadro analitico comune che può essere combinato con le previsioni dei modelli climatici per produrre una prospettiva per il futuro.

Dati sul diametro degli alberi, il numero di foglie prodotte in un dato anno, e quanta acqua evapora dalla foresta vengono inseriti in un modello che rappresenta il processo di crescita della foresta. Quindi, utilizzando metodi statistici simili a quelli utilizzati nelle previsioni del tempo, il modello viene rettificato sulla base di tali dati per tenere conto delle incertezze.

"Questo nuovo studio ci permette di mettere un livello di certezza o incertezza su quelle stime, quindi possiamo dire 'c'è una probabilità dell'80% che la foresta cresca più velocemente nei prossimi decenni, '", ha spiegato Tommaso, che è anche affiliato con il Global Change Center ospitato nel Fralin Life Science Institute della Virginia Tech.

I ricercatori hanno esaminato specificamente le condizioni negli Stati Uniti sudorientali, spesso indicato come il "cesto di legno degli Stati Uniti" per le sue foreste produttive. Hanno concentrato la loro attenzione sulle piantagioni di pini loblolly piantati, un'importante fonte di legname per la regione.

"Abbiamo scoperto che in questa regione, ci sarà un aumento della produttività di circa il 30% tra ora e la metà del secolo, " disse Tommaso.

ha ammonito, però, che c'è incertezza intorno a queste previsioni, a seconda di parti specifiche della regione.

"I maggiori guadagni sono previsti in Virginia, e c'è molta fiducia che vedremo quell'aumento della produttività lì. In Florida, però, l'aumento della produttività dovrebbe essere inferiore, e potremmo persino assistere a un calo della produttività tra oggi e la metà del secolo, " Lui ha spiegato.

Nonostante queste incertezze, però, il futuro delle previsioni ecologiche sembra luminoso.

"Sono entusiasta di vedere come andrà questa particolare previsione nei prossimi decenni e di aggiornarla man mano che impariamo di più su come funzionano le foreste e man mano che diventano disponibili più dati, " Thomas ha detto. "Inoltre, questo sistema pone le basi per questo processo da utilizzare nell'industria forestale per prevedere altri aspetti oltre alla produttività. Oltre a questo, lo studio è un esempio di come gli scienziati ecologisti stanno iniziando a pensare di diventare previsori in un modo simile a come abbiamo previsto il tempo, ed è molto eccitante".