Ett internationellt samarbete mellan hundratals forskare – delvis ledd av Forest Advanced Computing and Artificial Intelligence (FACAI) Laboratory i Purdues Department of Forestry and Natural Resources – har utvecklat världens första globala karta över trädsymbioser. Kartan är nyckeln till att förstå hur skogarna förändras och vilken roll klimatet spelar i dessa förändringar.

Resultaten, rapporterade idag i tidningen Natur , kommer från Global Forest Biodiversity Initiative (GFBI), ett konsortium av skogsforskare och utövare där FACAI Lab är ett centralt nav och ett globalt centrum. Jingjing Liang, en biträdande professor vid Purdue University i kvantitativ skogsekologi, är medhandledare för FACAI Lab, koordinator och medgrundare av GFBI och medförfattare till tidningen. Mo Zhou, en Purdue biträdande professor i skogsekonomi och skogsförvaltning, är en senior författare av tidningen, medhandledare för FACAI-labbet och huvudekonom för GFBI.

Purdues FACAI-labb använder artificiell intelligens och maskininlärning för att studera globala, regional och lokal förvaltning av skogsresurser och bevarande av biologisk mångfald. För denna forskning, FACAI sammanställde artöverflödsdata från 55 miljoner trädrekord i 1,2 miljoner skogsprover som spänner över 110 länder. Organiseringen av data var en viktig del av utvecklingen av den globala kartan.

"Kartan och den underliggande globala skogsinventeringsdatabasen kommer att fungera som grunden för forskning om miljöpåverkan av skogförändringar, biologiskt bevarande och skogsförvaltning, " sa Liang.

Kartan identifierar de typer av mykorrhizasvampar som är associerade med träd i en viss skog. Dessa svampar fäster vid trädrötter, att förlänga ett träds förmåga att nå vatten och näringsämnen medan trädet ger kol som är nödvändigt för svampens överlevnad. De två vanligaste typerna av mykorrhiza är arbuskulära, som växer inuti trädrötters vävnader och är förknippade med trädarter som lönn, aska och gul poppel, och ektomykorrhiza, som lever på utsidan av rötterna och är förknippade med trädslag som tall, ek, hickory och bok.

Dessa associationer är viktiga eftersom mykorrhizaen påverkar trädens förmåga att få tillgång till näringsämnen, binda kol och motstå effekterna av klimatförändringar.

"Skötta skogar för att mildra klimatförändringar och hållbar utveckling, därför, bör gå långt utöver att bara hantera träd, " sa Zhou.

Författarna fann att klimatet är den viktigaste faktorn som påverkar spridningen av mykorrhiza. Ett värmande klimat minskar förekomsten av ektomykorrhizala trädarter med så mycket som 10 procent. Den förändringen förändrar skogarnas ekologiska och ekonomiska fotavtryck, speciellt längs den boreala tempererade ekotonen, gränsområdena mellan kallare och varmare skog. Förluster till ektomykorrhizala arter har konsekvenser för klimatförändringen eftersom dessa svampar ökar mängden kol som lagras i marken.

"Att känna till artsammansättningen i skogsområdet över hela världen är en viktig början, "Liang sa. "Det finns många grundläggande och socioekonomiska frågor vi kan besvara nu med GFBI-data och banbrytande maskininlärningstekniker."

FACAI-labbet utvecklar för närvarande samarbeten för att utforska frågor om ekologi och ekonomi, inklusive självlärande skogsmodeller, innovativa metoder för värdering av biologisk mångfald, lokalisering av okända skogsresurser och rymdutforskning.