La capacità di una foresta di immagazzinare carbonio dipende in modo significativo dal substrato roccioso sottostante, secondo i ricercatori della Penn State che hanno studiato la produttività delle foreste, composizione e caratteristiche fisiche associate delle rocce della cresta degli Appalachi e della regione della valle della Pennsylvania.

I risultati hanno implicazioni per la gestione forestale, i ricercatori suggeriscono, perché le foreste che crescono sul substrato roccioso di scisto immagazzinano il 25% in più di vita, carbonio fuori terra e crescono più velocemente, assorbendo circa il 55% in più di carbonio ogni anno rispetto alle foreste che crescono su roccia arenaria.

I risultati dimostrano che le foreste sottostanti allo scisto in questa regione forniscono più servizi ecosistemici come l'assorbimento del carbonio e la biodiversità, ha spiegato la ricercatrice Margot Kaye, professore associato di ecologia forestale presso la Facoltà di Scienze Agrarie. Anche, le foreste di scisto costituiscono una porzione più piccola del paesaggio e dovrebbero essere candidati ad alta priorità per la gestione o la conservazione.

"Mentre le foreste crescono e rispondono al riscaldamento, cambiamenti nelle precipitazioni e nelle specie invasive, i gestori trarranno beneficio dall'incorporazione di influenze litologiche e considerazioni sulla composizione e produttività delle foreste, " ha detto. "Per esempio, conservare le foreste che crescono su scisto con una maggiore diversità di specie porterà probabilmente a foreste resistenti agli stress e che possono crescere più vigorosamente".

I gestori forestali, che ora si rendono conto della disparità di produttività, possono indirizzare le foreste che crescono sullo scisto per la conservazione e il sequestro del carbonio, Kay sostiene. In contrasto, possono decidere che le foreste che crescono sull'arenaria sono più adatte per la gestione o la ricreazione dell'habitat della fauna selvatica.

Per giungere alle loro conclusioni, i ricercatori hanno analizzato i dati dell'inventario forestale da 565 appezzamenti su foreste statali e terreni selvaggi gestiti dal Dipartimento della conservazione e delle risorse naturali della Pennsylvania e dalla Commissione statale per i giochi nella regione Appalachian Ridge and Valley. Hanno usato una suite di metriche del paesaggio derivate da GIS, comprese le misure del clima, topografia e proprietà fisiche del suolo, identificare i fattori che determinano la dinamica del carbonio delle foreste vive in relazione al substrato roccioso.

Quegli appezzamenti forestali contenevano più di 23, 000 alberi, dai 20 ai 200 anni, con la maggior parte di età compresa tra 81 e 120 anni, secondo i più recenti dati disponibili dell'inventario forestale. Nel set di dati dello studio, 381 appezzamenti erano su roccia arenaria e 184 su scisto, un rapporto simile alla quantità di terreno pubblico della Pennsylvania su ciascun tipo di roccia nella regione di Ridge and Valley. Ci sono 812, 964 acri di foresta su arenaria e 262, 025 acri di foresta su scisto nella regione.

"Questo è un numero che apre gli occhi, " ha detto il ricercatore capo Warren Reed, uno studente di dottorato in ecologia.

Mentre le foreste sottostanti al substrato roccioso sia di scisto che di arenaria erano dominate da querce, le comunità arboree sono molto diverse, ha sottolineato Reed. La quercia rossa settentrionale è più dominante sul substrato roccioso di scisto, e il castagno domina sull'arenaria. La maggior parte delle specie nella foresta tende ad essere più produttiva sullo scisto, e la diversità delle specie arboree è maggiore nei siti su roccia argillosa.

Le foreste crescono più velocemente sul substrato roccioso di scisto rispetto al substrato roccioso di arenaria a causa delle caratteristiche del suolo che generalmente rendono l'acqua più disponibile per gli alberi, Reed ipotizzato. Nel corso di milioni di anni, la roccia si rompe, diventa materiale genitore e i suoli si sviluppano. A causa della composizione dei tipi di roccia, gli scisti si scompongono in terreni con tessitura più fine dell'arenaria, che è più grossolano.

Le foreste sopra il substrato roccioso di scisto che crescono in terreni più fini hanno in genere un migliore accesso all'acqua durante la stagione di crescita.

"Lo vediamo attraverso il paesaggio, quindi la produttività forestale è indirettamente correlata al substrato roccioso, " Reed ha detto. "Le querce che crescono sull'arenaria sono più sensibili al clima annuale e alla disponibilità di acqua, o in altre parole, la crescita della quercia sull'arenaria è più limitata dall'acqua che dallo scisto."

I risultati della ricerca, recentemente pubblicato in Ecologia e gestione forestale , sono eccitanti, Reed ha notato, perché le informazioni sul tipo di substrato roccioso sottostante sono state prontamente disponibili ma in precedenza non utilizzate per comprendere la crescita della foresta. Le mappe che mostrano le posizioni dei tipi di substrato roccioso esistono da decenni. Ma l'entità delle differenze forestali dovute al substrato roccioso è abbastanza sorprendente, Egli ha detto.

Il concetto di influenze geologiche sulla crescita delle foreste sarà particolarmente prezioso in Pennsylvania, Reed ha detto, perché è un importante produttore di legname di latifoglie, e lo stato ha così tante foreste che crescono nella sua parte della regione della dorsale e della valle degli Appalachi. La cresta e la valle è una parte importante dei monti Appalachi boscosi, quindi queste regole dovrebbero applicarsi dal sud di New York al nord della Georgia all'interno di quel paesaggio.

"Il sequestro del carbonio nelle foreste è una delle tante soluzioni naturali che abbiamo per combattere il cambiamento climatico globale, " ha detto. "Credo che questo sia un servizio ecosistemico che continuerà a guadagnare trazione e, infine, a un maggiore valore di mercato".