Foresta lungo la costa del Pacifico di Panama. Non tutte le foreste tropicali immagazzinano le stesse quantità di carbonio. La nuova revisione di Tansley sullo stoccaggio del carbonio in molte foreste ha rivelato che si possono fare previsioni generali. Credito:Steve Paton, STRI
Gli investitori che scommettono sulla conservazione e la riforestazione delle foreste tropicali per risolvere il riscaldamento globale immagazzinando carbonio nel legno devono affrontare enormi incertezze perché la scienza dietro la previsione degli stock di carbonio è ancora traballante. Anche i migliori modelli dei sistemi terrestri non riescono a prevedere come varia da luogo a luogo il carbonio immagazzinato dalle foreste tropicali. Il Nuovo Fitologo invita gli scienziati a fare il "più emozionante, ricerca pionieristica" per rivedere argomenti tempestivi in un modo che i non scienziati possano capire. Helene Muller-Landau, scienziato dello staff dello Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) è stato scelto per scrivere l'autorevole Tansley Review sulla contabilità del carbonio nei tropici.
Ha lavorato con Kristina Anderson-Teixeira, anche uno scienziato dello staff STRI presso il Center for Tropical Forest Science-Forest Global Earth Observatory (Smithsonian ForestGEO), borsisti post-dottorato della Columbia University e della Princeton University, e due stagisti STRI per setacciare dozzine di studi per sintetizzare modelli di come la produttività della foresta tropicale e lo stoccaggio del carbonio variano in tutto il mondo. Concludono che caldo, le foreste tropicali umide con terreni moderatamente fertili immagazzinano più carbonio.
"Gli ecologisti studiano le foreste tropicali da oltre cento anni, " disse Muller-Landau, "ma la maggior parte degli studi si concentra su un singolo tipo di foresta o una singola regione, rendendo difficile vedere il quadro generale di come il carbonio scorre attraverso le foreste. Ci mancava una sintesi di come le foreste tropicali variano con il clima, suoli, e regime di disturbo, e di ciò che sappiamo sui meccanismi alla base di questa variazione".
Gli autori hanno raccolto studi dalle foreste tropicali di tutto il mondo che hanno misurato variabili come gli stock di carbonio, produttività forestale e tempo di residenza del carbonio in otto o più siti che differiscono per temperatura, precipitazione, elevazione, e/o fertilità del suolo. Le stagiste STRI Eva Arroyo e Bogumila Backiel hanno contribuito alla revisione e all'analisi della letteratura.
La foresta tropicale di pianura sull'isola di Barro Colorado a Panama è stata studiata intensamente dagli anni '80 e funge da modello per calcolare lo stoccaggio del carbonio nelle foreste tropicali. Credito:Jorge Aleman, STRI
KC Cushman, un borsista post-dottorato con finanziamenti dal Next Generation Ecosystem Experiments-Tropics, Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, Ufficio di Scienze, L'Ufficio per la ricerca biologica e ambientale ha determinato la posizione geografica di ogni studio e ha ottenuto informazioni sul clima per ogni sito dai set di dati climatici globali CHELSA in modo che il team potesse valutare le gamme di variabili climatiche per tutti gli studi.
"Una delle sfide è che gli studi più vecchi non stimano il carbonio né riportano i risultati in termini di carbonio, " ha detto Cushman. "Ma spesso riportano altre quantità che sono proxy ragionevolmente buone; Per esempio, l'altezza della chioma è un buon predittore degli stock di carbonio nelle foreste".
Sono emerse alcune grandi cose da asporto:nelle foreste tropicali umide, gli alberi crescono più velocemente e immagazzinano più carbonio che nelle foreste più secche. Le foreste di bassa quota sono più alte e immagazzinano più carbonio delle foreste di alta quota.
E quando i terreni sono più fertili, gli alberi sono più produttivi, che sarebbe, tutto il resto è uguale, dovrebbe portare a maggiori scorte di carbonio. Ma quando i terreni sono più fertili, gli alberi muoiono anche più velocemente, quale, da solo, porterebbe a una diminuzione degli stock di carbonio con una maggiore fertilità. Ma mettendo insieme queste due cose, gli stock di carbonio dovrebbero essere maggiori alla fertilità intermedia, il che spiegherebbe perché studi precedenti non concordano sul fatto che gli stock di carbonio aumentino o diminuiscano con la fertilità del suolo.
Due degli autori di una nuova revisione di Tansley sullo stoccaggio del carbonio nelle foreste tropicali, Helene Muller-Landau e KC Cushman hanno confrontato i dati sulle foreste di tutto il mondo. Credito:Jorge Aleman, STRI
Un altro aspetto importante è che si sa poco della mortalità degli alberi, anche se è essenziale per prevedere gli stock di carbonio. Nelle aree in cui la foresta è disturbata più spesso, o la mortalità degli alberi è maggiore per altri motivi, meno carbonio viene immagazzinato come biomassa, e scorre attraverso il sistema più velocemente.
Sebbene i modelli di stoccaggio del carbonio nelle foreste tropicali differiscano da un luogo all'altro, i modelli generali sono sorprendentemente coerenti. Le foreste tropicali africane e asiatiche hanno una maggiore biomassa nelle aree in cui il clima è simile a quello delle foreste americane, Per esempio. Certamente, ci sono importanti eccezioni alle regole, ad esempio, alcune foreste d'alta quota sono molto ricche di biomassa. Ma le eccezioni aiutano i ricercatori a identificare i meccanismi generali alla base di questi modelli.
Quando ha iniziato la recensione, Muller-Landau ha consultato il testo classico dell'ex scienziato dello staff STRI Egbert Leigh Tropical Forest Ecology, per una sintesi della comprensione generale prima della sua sintesi. Leigh ha notato che le foreste secche (quelle con stagioni secche di 5 o più mesi) avevano una produttività e biomassa inferiori, ma considerate tutte le altre foreste di pianura, compresi quelli con stagioni secche più brevi e foreste sempre umide, avere una produttività fogliare simile, mortalità e biomassa. La sua nuova sintesi mostra che, infatti, c'è molta variazione tra queste foreste, e che questa variazione è strutturata dal clima e dal suolo, con relazioni ampiamente coerenti tra le regioni.
"Questa sintesi amplia enormemente la nostra percezione di come gli stock di carbonio in superficie varino con il clima e la fertilità del suolo, "Leigh ha detto quando gli è stato chiesto di commentare, "e rende molto più facile porre domande sulle cause di queste relazioni".