Kontinuerlig avverkning och återväxt av tropiska skogar för att leverera timmer minskar nivåerna av viktiga näringsämnen i jorden, vilket kan begränsa framtida skogstillväxt och återhämtning, en ny studie tyder på. Detta väcker oro för den långsiktiga hållbarheten av avverkning i tropikerna.

Träd i återhämtande tropiska skogar visade sig ha hårdare löv, med lägre koncentrationer av näringsämnena fosfor och kväve – båda väsentliga för växt- och trädtillväxt – än träd i gammal skog. Detta tyder på att flera cykler av avverkning och återhämtning irreversibelt tar bort fosfor från skogssystemet, och driver näringsinnehållet mot ekologiska gränser.

"Gammalväxta tropiska skogar som har varit desamma i miljontals år förändras nu oåterkalleligt på grund av upprepad avverkning, " sa Dr Tom Swinfield, en växtforskare vid University of Cambridge Conservation Research Institute, och första författare till tidningen publicerad i tidskriften Global förändringsbiologi .

Jordnäringsämnen inklusive fosfor kommer från stenar, och tas upp av träd genom sina rötter. Att hugga ner träden gör att dessa näringsämnen går förlorade genom jorderosion, gasutsläpp, och avlägsnande av näringsämnen i det utvunna virket. Forskarna uppskattar att så mycket som 30 % av den tillgängliga fosforn i marken avlägsnas från tropiska skogssystem genom upprepad avverkning.

"Vi ser att när de avverkade skogarna börjar återhämta sig, de skiljer sig faktiskt från de gamla tillväxtskogarna när det gäller deras bladkemi och möjligen även artssammansättning, när mängden tillgängliga näringsämnen minskar, "sa Swinfield." För tillfället klarar träden sig, men det faktum att de förändras tyder på att fosforhalterna i jorden sjunker. Detta kan påverka den hastighet med vilken skogarna återhämtar sig från framtida störningar."

Forskarna skapade högupplösta bilder av ett skogslandskap i nordöstra Borneo med hjälp av LIDAR-styrd bildspektroskopi från ett flygplan. Detta är en metod för fjärranalys, med hjälp av en laserskanner och högfientlig kamera, som gör hundratals mätningar över ljusspektrumet. De kombinerade denna information med näringsmätningar från 700 enskilda träd i skogen. Detta gjorde det möjligt för dem att kartlägga koncentrationerna av näringsämnen i trädens löv över ett område som innehåller upprepat avverkad skog och gammal skog, och jämför de två.

Detta är den första studien i landskapsskala av hur lövfunktionen förändras som svar på loggning. Selektiv avverkning utförs omfattande över miljontals hektar skog i tropikerna, så att förstörda skogar nu är mer utbredda än gammal skog. Studien tyder på att varje på varandra följande skörd minskar nivån av näringsämnen i systemet, och nyetablerade träd måste anpassa sig för att bevara de knappa resurser som finns tillgängliga för dem.

"Fosforbegränsning är en riktigt allvarlig global fråga:det är ett av de områden där människor använder en viktig resurs bortom hållbara nivåer, sa professor David Coomes, Direktör för University of Cambridge Conservation Research Institute, som ledde projektet. Forskarna fann att skillnaderna från gammal skog blir mer uttalade när avverkade skogar växer sig större med tiden, tyder på en förvärrad fosforbegränsning när skogarna återhämtar sig.