Tropiska skogars ekosystem är en viktig del av den globala kolcykeln eftersom de tar upp och lagrar stora mängder koldioxid ₂ . Det är, dock, osäkert hur mycket denna förmåga skiljer sig mellan skogar med hög kontra låg artrikedom. Ny IIASA-forskning kastar ljus över denna fråga, som syftar till att förbättra förutsägelser om tropiska ekosystems styrka när globala kolsänkor.

Författarna till den nya studien publicerade i Vetenskapliga rapporter undersökt hur många arter som behövs för att tropiska ekosystem ska fungera och tillhörande ekosystemtjänster, inklusive kolbindning, att projicera framtida förändringar i klimatet som påverkar ekosystemets kollagring och därmed kan utlösa ytterligare klimatförändringar genom ökade utsläpp av växthusgaser. Det är viktigt att konstruera realistiska scenarier för hur tropiska ekosystem fungerar för att förbättra nuvarande bevarande- och förvaltningsstrategier.

"Vi ville ta reda på hur mycket detaljer vi behöver veta för att göra giltiga antaganden när det gäller styrkan hos tropiska kolsänkor - med andra ord, hur mycket kol binds egentligen av tropisk vegetation? Dessutom, vi ville veta om biotiska faktorer, skillnader mellan växtarter, ansvarar för att fånga upp mer eller mindre kol från atmosfären, eller om skillnader beror på abiotisk, eller lokala miljöfaktorer som markegenskaper som också påverkar kolsänkans styrka i tropiska ekosystem, " förklarar studiens huvudförfattare Florian Hofhansl, en postdoc forskare med IIASA Ecosystems Services and Management, och evolution och ekologiprogram.

Enligt forskarna, Det antas allmänt att mer olika samhällen fångar tillgängliga resurser mer effektivt på grund av nischkomplementaritet och preferenser för vissa arter till specifika förhållanden. Resultaten visar att faktiskt, abiotiska och biotiska faktorer interagerar med varandra för att avgöra hur mycket kol som kan lagras av ekosystemet baserat på tillgången på andra resurser som vatten och näringsämnen. Detta indikerar att flera och inbördes relaterade faktorer skulle behöva beaktas för att komma fram till rimliga prognoser av framtida ekosystems styrka för kolsänkor.

En analys baserad på statistisk vägmodellering visade att förutom klimatfaktorer som temperatur och nederbörd, faktorer som markstruktur och kemi är viktiga kontroller när det gäller sammansättningen av tropiska växter, eftersom de påverkar tillgången på vatten och näringsämnen.

I detta avseende studien tittade specifikt på skillnader mellan träd, palmer, och lianer (långskaftade, vedartade vinstockar som använder träd och andra växter för att klättra upp till baldakinen). Var och en av dessa grupper skiljer sig åt vad gäller mängden kol de kan lagra på grund av skillnader i deras ekologiska strategi. Lianer är, till exempel, relativt snabbväxande och försöka nå baldakinen för att komma till solljuset, men lagra inte lika mycket kol som en trädstam för att nå samma höjd i krontaket.

Palmer stannar mestadels i undervåningen. Analysen visade vidare att palmer var rikligare på jordar med hög bulkdensitet och låg fosfortillgång i jorden, medan vissa trädarter hittades på relativt mindre täta jordar med hög tillgång på markvatten, leder till skillnader i växtsamhällets sammansättning över landskapet. Dessutom, platser med färre resurser innehöll mindre olika växtsamhällen än de med gott om markvatten och näringstillförsel.

Traditionella storskaliga prognoser av globala förändringseffekter på tropiska skogar, dock, ignorerar vanligtvis de underliggande faktorerna som utlöser skillnader i växtsamhällets sammansättning, och som en konsekvens, de flesta av de för närvarande tillämpade tillvägagångssätten representerar inte avgörande ekosystemprocesser som lagring av vegetation. Detta beror främst på att fjärranalystekniker vanligtvis integreras över stora rumsliga områden, på så sätt utvärdera den lokala landskapets mångfald, medan vegetationsmodeller vanligtvis ignorerar olika växtsamhällens varierande svar på klimatfaktorer. Författarna säger att deras studieresultat kan användas för att förbättra nuvarande vegetationsmodeller, vilket gör det möjligt för forskare att förfina prognoser av tropiska skogars ekosystem som fungerar under framtida klimatförändringsscenarier.

"Vi kan bara komma fram till rätt slutsatser och ge framtida prognoser av hur mycket kol som kan lagras om vi förstår komplexiteten inom ekologiska system och vad detta betyder för atmosfärisk återkoppling, som utsläpp av växthusgaser som ytterligare ökar den globala uppvärmningen, " säger Hofhansl. "Våra analyser visade att det är viktigt att kanalisera kunskap från flera vetenskapliga discipliner, såsom botanik (identifiering av arter), växtekologi (identifiering av funktionella strategier), och geologi (identifiering av skillnader i jordtyper). Allt detta kommer att avgöra hur mycket kol som binds av vegetationen och hur mycket av det som kommer att finnas kvar i atmosfären, värma upp klimatsystemet ytterligare, " avslutar han.