Le foreste degli Stati Uniti orientali che sono strutturalmente complesse, il che significa che la disposizione della vegetazione è molto varia, sequestrano più carbonio, secondo un nuovo studio condotto da ricercatori della Virginia Commonwealth University.

Lo studio dimostra per la prima volta che la complessità strutturale di una foresta è un predittore migliore del potenziale di sequestro del carbonio rispetto alla diversità delle specie arboree. La scoperta potrebbe avere implicazioni per la mitigazione dei cambiamenti climatici.

"Diossido di carbonio, un potente gas serra, viene assorbito dagli alberi attraverso il processo di fotosintesi e parte di quel carbonio "fisso" viene assegnato al legno, " ha detto Chris Gough, dottorato di ricerca, autore corrispondente dello studio e professore associato presso il Dipartimento di Biologia del College of Humanities and Sciences. "Il nostro studio mostra che le foreste più complesse assorbono e sequestrano meglio il carbonio nel legno e, così facendo, lasciano meno anidride carbonica nell'aria."

Lo studio, "Alti tassi di produzione primaria in foreste strutturalmente complesse, " sarà pubblicato in un prossimo numero di Ecologia , una rivista della Ecological Society of America.

Il sequestro del carbonio è il processo mediante il quale l'anidride carbonica atmosferica viene assorbita dagli alberi, graminacee e altre piante attraverso la fotosintesi e immagazzinate come carbonio nel suolo e nella biomassa vegetale, come tronchi d'albero, rami, fogliame e radici. Il sequestro del carbonio nelle foreste e nel legno aiuta a compensare le fonti di anidride carbonica nell'atmosfera, come la deforestazione, incendi boschivi ed emissioni di combustibili fossili, secondo il Servizio Forestale del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti.

Perché le foreste strutturalmente complesse sono migliori nel sequestro del carbonio? Gough suggerisce che più strati di foglie possono ottimizzare l'efficienza con cui la luce viene utilizzata per alimentare il sequestro del carbonio nel legno.

"In altre parole, le foreste strutturalmente variabili e contenenti più strati di foglie superano le foreste strutturalmente semplici con un'unica fascia concentrata di vegetazione, " Egli ha detto.

Per condurre lo studio, i ricercatori hanno utilizzato una combinazione dei propri dati, nonché i dati della Rete dell'Osservatorio Ecologico Nazionale, o NEON, che è finanziato dalla National Science Foundation. NEON sta generando a lungo termine, dati pubblicamente disponibili per diversi ecosistemi negli Stati Uniti, con l'obiettivo di comprendere processi ecologici decennali.

Lo studioso post-dottorato di biologia VCU Jeff Atkins, dottorato di ricerca, ha condotto la raccolta di dati sul campo con ricercatori dell'Università del Connecticut e della Purdue University in qualità di collaboratori e coautori.

Capire come la struttura forestale guida il sequestro del carbonio è importante per gli ecologi, modellatori climatici e gestori forestali.

"Molti degli indicatori ecologici della crescita forestale e del sequestro del carbonio non riescono a spiegare esplicitamente la complessità, " Gough ha detto. "Volevamo verificare se più nuovi indicatori di complessità strutturale sono predittori superiori del sequestro del carbonio nel legno. Volevamo anche sapere se questi predittori si estendono a una serie di diversi tipi di foreste residenti in varie parti della metà orientale degli Stati Uniti, dalla Florida al New Hampshire al Wisconsin".

Lo studio si basa su ricerche precedenti supportate dalla National Science Foundation che hanno dimostrato come la tecnologia basata sul laser chiamata lidar può mappare la distribuzione delle foglie all'interno di una volta forestale ad altissima risoluzione.

Il nuovo studio suggerisce che l'utilizzo del lidar per mappare la struttura forestale potrebbe prevedere il potenziale delle foreste di sequestrare carbonio nella biomassa meglio degli approcci convenzionali che caratterizzano la biodiversità e la quantità di foglie.

"Questo potrebbe essere un grande progresso perché probabilmente possiamo usare aerei e, proprio nell'ultimo anno, dati satellitari per raccogliere i dati necessari per prevedere il sequestro del carbonio dalla complessità strutturale, " ha detto Gough. "Se possiamo stimare la complessità strutturale dai satelliti in futuro, allora potrebbe essere possibile migliorare notevolmente la nostra capacità di stimare e prevedere il sequestro globale del carbonio nelle foreste".

I risultati dello studio mostrano cosa possono fare gli ecologisti quando adottano nuove tecnologie e le applicano a domande fondamentali come:cosa influenza la crescita delle foreste e il sequestro del carbonio?

"Questi risultati, speriamo, spingere la scienza in avanti dimostrando che il modo in cui una foresta è messa insieme è importante per il sequestro del carbonio, " ha detto Gough. "E questa relazione si estende ampiamente a un certo numero di foreste diverse, dal sempreverde al deciduo e dall'Atlantico al Midwest."

Mentre i ricercatori hanno scoperto che la complessità strutturale ha superato le misure di diversità delle specie come predittori del sequestro del carbonio, hanno notato che la diversità è importante anche come una delle tante componenti che determinano quanto sia strutturalmente complessa una foresta.

"Riteniamo che le misure di complessità strutturale siano potenti perché integrano più caratteristiche di una foresta che sono fondamentali per il sequestro del carbonio, " Gough ha detto. "Ci vuole la diversità degli alberi per produrre una varietà di forme di foglie e piante e, inoltre, una quantità critica di foglie per fornire gli elementi costitutivi necessari per assemblare una foresta strutturalmente complessa in grado di sequestrare molto carbonio".

Oltre a Gough, il documento è stato scritto da Atkins, Robert T. Fahey, dottorato di ricerca, un assistente professore di ecologia e gestione forestale presso l'Università del Connecticut, e Brady S. Hardiman, dottorato di ricerca, un assistente professore di ecologia urbana alla Purdue University.