Möjligheten att förutsäga vädermönster har hjälpt oss att göra klädval och reseplaner, och till och med räddade liv. Nu, forskare vid Virginia Tech's College of Natural Resources and Environment använder liknande prediktiva metoder för att förutsäga trädens tillväxt.

I en studie publicerad i Ekologiska tillämpningar , forskare använde ekologisk prognos för att förutsäga hur temperaturförändringar, vatten, och koncentrationer av kol i atmosfären i sydöstra USA kan påverka trädens framtida tillväxttakt.

Tidningen samlar insatser från två projekt som finansieras av U.S. Department of Agriculture. I den första, känd som PINEMAP, hundratals forskare samlade in skogstillväxtdata från de senaste 35 åren och utvecklade matematiska modeller för att kvantifiera hur tallskogar kan reagera på klimatförändringar.

Det andra projektet, ledd av R. Quinn Thomas, biträdande professor i skogsdynamik och ekosystemmodellering i Virginia Techs avdelning för skogsresurser och miljövård, fokuserat på att kvantifiera osäkerheter i hur klimatmodeller förutsäger hur skogs- och jordbruksekosystem, tillsammans med beslut som tidpunkten för grödor eller skogsskördarotationer, påverka klimatets temperatur och nederbördsmönster.

Thomas märkte likheter mellan dessa två projekt och hur väderdata kan hjälpa meteorologer att förutsäga framtida vädermönster. Detta fick honom att utveckla ett nytt forskningsprojekt för att förutsäga skogens produktivitet genom mitten av 2000 -talet.

"Jag insåg att vi kunde använda det förflutna för att informera framtiden, "Thomas sa." Historiska observationer om trädväxt och väder kan matas in i en matematisk modell som beskriver hur skogar växer, gör det mer exakt över tiden. Detta liknar hur väderprognoser uppdateras när nya väderdata blir tillgängliga. "

Thomas och teammedlemmar från hans avdelning - masterstudent Annika Jersild, postdoktor Evan Brooks, Docent Valerie Thomas, och professor Randolph Wynne - byggt på data och koncept från de två projekten för att utveckla ett gemensamt analytiskt ramverk som kan kombineras med förutsägelser från klimatmodeller för att ge framtidsutsikter.

Data om trädens diameter, antalet löv som produceras under ett visst år, och hur mycket vatten som avdunstar från skogen matas alla in i en modell som representerar skogens tillväxt. Sedan, använda statistiska metoder som liknar dem som används vid väderprognoser, modellen justeras utifrån dessa data för att ta hänsyn till osäkerheter.

"Denna nya studie gör att vi kan sätta en viss nivå av säkerhet eller osäkerhet på dessa uppskattningar, så vi kan säga "det finns en 80-procentig chans att skogen växer snabbare under de närmaste decennierna, "förklarade Thomas, som också är ansluten till Global Change Center inrymt i Virginia Techs Fralin Life Science Institute.

Forskare tittade specifikt på förhållandena i sydöstra USA, kallas ofta "träkorgen i USA" för sina produktiva skogar. De fokuserade sin uppmärksamhet på planterade loblolly tallplantager, en viktig virkeskälla för regionen.

"Vi fann att i denna region, det kommer att bli cirka 30 procent produktivitetsökning mellan nu och mitten av seklet, "Sa Thomas.

Han varnade, dock, att det råder osäkerhet kring dessa förutsägelser, beroende på specifika delar av regionen.

"De största vinsterna förutspås i Virginia, och det finns ett stort förtroende för att vi kommer att se den ökade produktiviteten där. I florida, dock, produktivitetsökningen förväntas bli lägre, och vi kanske till och med ser en nedgång i produktiviteten mellan nu och mitten av århundradet, " han förklarade.

Trots dessa osäkerheter, dock, framtiden för ekologisk prognos ser ljus ut.

"Jag är spänd på att se hur just denna prognos gör under de närmaste decennierna och att uppdatera den när vi lär oss mer om hur skog fungerar och när mer data blir tillgänglig, "Sa Thomas." Dessutom, detta system lägger grunden för att denna process kan användas inom skogsindustrin för att förutsäga andra aspekter förutom produktiviteten. Bortom det, studien är ett exempel på hur ekologiska forskare börjar tänka på att bli prognosmakare på ett sätt som liknar hur vi har prognostiserat vädret, och det är väldigt spännande. "