Ny forskning från ett team av biologer på flera universitet visar vad som kan vara en häpnadsväckande minskning av mängden kol som lagras i Sierra Nevada-bergen på grund av förväntade klimatförändringar och händelser av skogsbränder.

Studien, "Potentiell minskning av kolbärande kapacitet under prognostiserade klimat- och skogsbränder i Sierra Nevada", publiceras denna vecka i Vetenskapliga rapporter , visar en annan aspekt av den inverkan som nuvarande konstgjorda koldioxidutsläpp kommer att ha på vår värld om stora förändringar inte görs.

"Vad vi har försökt göra är att verkligen förstå hur klimatet förändras, ökningar i temperaturer och minskningar i nederbörd, kommer att förändra kolupptaget i skogarna, " sa University of New Mexico biträdande professor Matthew Hurteau, en medförfattare på tidningen. "Den andra aspekten av detta arbete är att titta på störningshändelser som storskaliga skogsbränder. Dessa händelser förångar mycket kol och kan döda många träd, lämnar färre träd för att fortsätta ta upp kolet."

Enligt Hurteau, som arbetade på denna studie med kollegor från Penn State och University of California-Merced, ungefär hälften av allt kol som släpps ut av människor absorberas av växtlighet och hav, och lagras genom naturliga processer – något som hjälper till att begränsa vår faktiska kolpåverkan på atmosfären. Problemet är, när skogarna börjar förändras, på grund av global uppvärmning och storskaliga bränder, mängden skogens kolupptag kommer att minska, accelererar mängden konstgjort kol som tar sig in i atmosfären.

"Våra simuleringar i Sierra Nevada visar att den genomsnittliga mängden kolförlust från skogarna under dessa prognoser kan vara så stor som 663 teragram, ", sa Hurteau. "Det är lika med cirka 73 procent av det totala kolförrådet ovan jord som uppskattades i Kaliforniens vegetation 2010."

Hurteau och hans kollegor använde klimatprognoser från den mellanstatliga panelen för klimatförändringar och körde simuleringar av ekosystemmodeller, där de tittar på enskilda trädarter i Sierra Nevada för att förstå hur det beräknade klimatet och skogsbranden kommer att påverka var dessa träd kommer att finnas i framtiden och hur snabbt de kommer att växa. Med hjälp av dessa uppgifter, forskare kan sedan fastställa det förväntade kolupptaget – vilket, om saker fortsätter att gå i samma riktning, kommer att se enorma nedgångar över bergskedjan Sierra Nevada under de kommande 250 åren.

De två faktorer som påverkar dessa fynd är förändringar i klimatet och sannolikheten för storskaliga skogsbränder. Eftersom Kalifornien upplever varmare och torrare förhållanden på grund av den globala uppvärmningen, vissa trädarter kan inte blomstra över särskilda geografiska regioner som de en gång var. Mindre trädtillväxt, innebär mindre kolupptag i skogarna.

Studien visar också att skogsbränder kommer att spela en stor roll för minskningen av lagrat kol. Och även om många av dessa incidenter kommer att inträffa naturligt, Hurteau säger att vi är, till viss del, att skylla på deras betydelse.

"Vi har släckt bränder i hundra år, vilket gör att trädtätheten stiger långt. I frånvaro av brand har det systemet mycket mer kol lagrat i sig, " förklarade Hurteau. "Men, när du har dessa stora brandhändelser minskar mängden kol som lagras i systemet eftersom det dödar många av träden. Medan i en skog som har underhållits av vanliga skogsbränder, som är det naturliga ekologiska tillståndet, ditt totala kol vid en given tidpunkt kan vara lägre men det förblir mer konsekvent."

Hurteau säger att forskare har identifierat strategier för att minska en del av brandrisken genom att aktivt gallra skogar för att hantera trädtäthet och återställa bränder på ytan. Det är en idé som verkar kontraproduktiv tills man tänker på hur flyktiga dessa ekosystem är på grund av risken för storskaliga bränder som slutar med att förstöra hundratusentals hektar.

"En del av mitt ansvar som offentligt finansierad forskare är att identifiera problem som dessa system står inför, uppmärksamma dem och sedan ta reda på vilka konsekvenser dessa problem har, " sade han. "Direkt från det arbetet, vi vill också försöka hitta lösningar på dessa problem."

Hurteau säger att han hoppas att detta arbete kommer att hjälpa beslutsfattare i Kalifornien att få en bättre förståelse för vad som behöver göras för att upprätthålla dessa skogbevuxna ekosystem. Han säger att det inte bara är till gagn för naturen utan för oss alla, eftersom hälsosamma ekosystem leder till renare, bättre reglerat vattenflöde till samhällen i västra USA.