Le foreste danno un grande contributo al clima terrestre, dal rilascio di vapore acqueo all'assorbimento di anidride carbonica dall'aria, che mitiga il riscaldamento globale. La disposizione degli alberi influisce sul modo in cui le foreste utilizzano la luce e l'acqua per la fotosintesi ed è noto che le foreste più complesse hanno una produttività o tassi di fotosintesi più elevati. Ma mancano i fattori specifici che guidano questa relazione.

In un recente studio pubblicato nel Journal of Geophysical Research:Biogeosciences , Murphy et al. hanno collegato due tipi di dati per colmare questa lacuna di conoscenza. I dati sono stati raccolti in nove siti nella foresta nazionale di Chequamegon-Nicolet nel Wisconsin settentrionale utilizzando una rete di torri di flusso di covarianza parassita unica nel suo genere. Gli strumenti sulle torri hanno misurato lo scambio di carbonio, acqua ed energia tra i siti forestali e l'atmosfera, che è stata utilizzata per calcolare la produttività. I ricercatori hanno anche caratterizzato la struttura della foresta usando il lidar. Questo metodo ha raccolto dettagli 3D, come la rugosità della chioma e la variazione dell'altezza degli alberi.

Inoltre, il team ha sviluppato modelli matematici per identificare i fattori strutturali chiave alla base della produttività. Hanno scoperto che le metriche di eterogeneità verticale sono i fattori più influenti. Queste metriche rivelano la distribuzione dell'altezza della vegetazione in un sito:una bassa eterogeneità verticale indica alberi di altezza simile, ad esempio dopo il taglio netto, mentre un'elevata eterogeneità verticale riflette alberi distribuiti su altezze. Tuttavia la relazione tra struttura forestale e produttività non è diretta. Invece, è mediato dall'efficienza con cui gli alberi utilizzano le risorse, in particolare l'acqua, per produrre biomassa.

Secondo gli autori, questi risultati miglioreranno i modelli matematici di come gli ecosistemi forestali rispondono alla gestione. Tali analisi potrebbero portare a strategie migliori per affrontare il cambiamento climatico.