Kolreservoarer i marken i boreala skogar släpps ut av mer frekventa och större skogsbränder, enligt en ny studie som involverar en forskare från University of Guelph.

När skogsbränder fortsätter att härja nordliga områden över hela världen, en forskargrupp undersökte effekterna av dessa extrema bränder på tidigare intakta kolförråd genom att studera jordmånen och vegetationen i den boreala skogen och hur de förändrades efter en rekordstor brandsäsong.

"Nordliga bränder inträffar oftare, och deras effekter förändras, " sade U av G Prof. Merritt Turetsky, som innehar Canada Research Chair in Integrative Biology. Hon arbetade på studien med huvudförfattarna Xanthe Walker och Michelle Mack från Center for Ecosystem Science and Society vid Northern Arizona University (NAU), samt ett team av kanadensiska forskare inklusive Wilfrid Laurier University professor Jennifer Baltzer.

Arbetet stöddes av NASA, Kanadas naturvetenskapliga och tekniska forskningsråd och de nordvästra territoriernas regering.

Under 2014, Nordvästra territorierna drabbades av sin största brandsäsong i inspelad historia. Denna serie megabränder skapade den idealiska miljön för att studera om kolförråd förbränns av dessa typer av bränder.

"Mellan bränderna, boreala jordar samlar kol, och i de flesta fall släpps bara en del av detta kol ut när skogarna drabbas av nästa brand, sade Baltzer. Med tiden, detta förklarar varför den boreala skogen är en globalt betydelsefull kolsänka. Vi ville se om de extrema bränderna 2014 slog in i dessa gamla kollager eller om de fortfarande fanns bevarade i marken."

För studien, publiceras i tidskriften Natur , forskargruppen samlade in jordprover från mer än 200 skogs- och våtmarksområden över hela territoriet. De tillämpade en ny radiokoldateringsmetod för att uppskatta åldern på kolet i proverna.

"Kol ansamlas i dessa jordar som trädringar, med det nyaste kolet på ytan och det äldsta kolet i botten, " sa Mack. "Vi trodde att vi kunde använda den här skiktningen för att se hur långt tillbaka i tiden, i skogens historia, eldar brann."

Forskarna fann förbränning av äldre kol i nästan hälften av proverna som tagits från unga skogar (mindre än 60 år gamla). Detta kol hade undkommit att brinna under den föregående brandcykeln men inte under den rekordhöga brandsäsongen 2014.

"I äldre läktare som brinner, detta kol skyddas av tjock organisk jord, " sa NAU:s Walker. "Men i yngre stånd som brinner, jorden hinner inte samlas igen efter den föregående branden, gör det gamla kolet sårbart för förbränning. Detta mönster kan förvandla boreala skogar till en ny domän för kolsykling, där de blir en kolkälla istället för en sänka."

Eftersom skogsbränder förväntas inträffa oftare och brinna mer intensivt, gammalt kol kan släppas ut i atmosfären oftare.

"Att förstå ödet för detta lager av borealt kol är verkligen viktigt i samband med atmosfärens växthusgaser och jordens klimat, "Turetsky sa." Detta är kol som atmosfären tappade för hundratals eller ibland till och med tusentals år sedan. Eld är en mekanism som kan släppa ut det gamla kolet snabbt tillbaka till atmosfären där det kan bidra till växthusgaseffekten."

Hon sa att den boreala skogens potentiella övergång från koldioxidlagring till kolkälla direkt påverkar det globala klimatet och inte är väl representerat i globala modeller.

"Inom ramen för territoriell och pan-kanadensisk planering för anpassning och begränsning av klimatförändringar, regeringen i nordvästra territorierna inser det kritiska behovet av att förstå vilken roll våra boreala skogar spelar för kollagring, sekvestrering och frisläppande, och hur våra skogsvårdspraxis kan påverka dessa processer, " sa Erin Kelly, territoriets biträdande biträdande minister för miljö och naturresurser.

Turetsky sa att denna forskning är viktig både på grund av dess vetenskapliga resultat och för att den involverade intressenter i att spåra effekterna av klimatförändringar i Kanada.