Pågående miljöförändringar förändrar skogar över hela världen, vilket resulterar i kortare och yngre träd med breda effekter på globala ekosystem, säger forskare.

I en global studie publicerad i 29 maj-numret av tidskriften Vetenskap , forskare ledda av det amerikanska energidepartementets Pacific Northwest National Laboratory fann att stigande temperaturer och koldioxid har förändrat världens skogar genom ökad stress och koldioxidgödsling och genom att öka frekvensen och svårighetsgraden av störningar som skogsbränder, torka, vindskador och andra naturliga fiender. I kombination med skogsskörd, Jorden har sett en dramatisk minskning av skogarnas ålder och växtlighet.

"Denna trend kommer sannolikt att fortsätta med klimatuppvärmningen, sa Nate McDowell, en PNNL-jordforskare och studiens huvudförfattare. "En framtida planet med färre stora, gamla skogar kommer att vara väldigt annorlunda än vad vi har vant oss vid. Äldre skogar har ofta mycket högre biologisk mångfald än unga skogar och de lagrar mer kol än unga skogar."

Kollagring och rik biologisk mångfald är båda nyckeln till att mildra klimatförändringarna.

Studien, "Genomgripande förändringar i skogens dynamik i en föränderlig värld, " fastställt att skogarna redan har förändrats av människor och sannolikt kommer att fortsätta att förändras inom överskådlig framtid, vilket resulterar i en fortsatt minskning av gammal skog globalt.

Tre förhållanden genererar en avskogningsslinga

Forskarna använde satellitbilder tillsammans med en detaljerad litteraturgenomgång för att dra slutsatsen att den globala genomsnittliga trädstorleken har minskat under det senaste århundradet och sannolikt kommer att fortsätta att minska på grund av fortsatta miljöförändringar.

Flera faktorer har lett till förlust av träd genom mänsklig aktivitet och naturliga orsaker - kalhygge, löpeld, insekter och sjukdomar är främsta orsaker. Känd som avskogning, Fenomenet har lett till en obalans mellan tre viktiga egenskaper hos en mångfaldig och blomstrande skog:(1) rekrytering, vilket är tillägget av nya plantor till en gemenskap; (2) tillväxt, nettoökningen av biomassa eller kol; och (3) dödlighet, skogsträdens död.

"Dödligheten ökar i de flesta områden, medan rekrytering och tillväxt varierar över tid, leder till en nettominskning av skogarnas resning, " sa McDowell. "Tyvärr, Dödlighetsfaktorer som stigande temperatur och störningar som skogsbränder och insektsutbrott ökar och förväntas fortsätta att öka i frekvens och svårighetsgrad under nästa århundrade. Så, minskningar i genomsnittlig skogsålder och höjd sker redan och de kommer sannolikt att fortsätta att hända."

Vegetationsdynamiken förändras

Förhållandena som främjar avskogning kommer sannolikt att accelerera, drastiskt förändra livsvillkoren för växter och djur, sa McDowell.

"Under de senaste hundra åren har vi förlorat många gamla skogar, "Sa McDowell." Och de har delvis ersatts av icke-skogar och delvis av unga skogar. Detta får konsekvenser för den biologiska mångfalden, klimatbegränsning, och skogsbruk."

Bred effekt

Studien avslöjar också att andra mekanismer för avskogning - "kroniskt förändrade förare" - är på gång. De inkluderar:

• Atmosfärisk koldioxid:Koldioxidnivåerna i atmosfären har ökat dramatiskt sedan den industriella revolutionen och förväntas fortsätta att stiga under nästa århundrade. Högre nivåer av koldioxid kan öka ett träds tillväxthastighet och fröproduktion. Dock, sådan koldioxidgödsling verkar bara ske i yngre skogar med rikligt med näringsämnen och vatten. De flesta skogar globalt är utsatta för begränsningar i näringsämnen och vatten, vilket drastiskt minskar koldioxidfördelarna för träd.
• Temperatur:Stigande temperaturer begränsar livgivande fotosyntes, leder till lägre tillväxt, högre dödlighet, och minskad regenerering. Detta är en nyckel till kortare träd, studien bestämde.
• Torka:De förväntas öka i frekvens, varaktighet och svårighetsgrad globalt. Torka kan direkt orsaka träddöd eller indirekt leda till dödlighet genom tillhörande ökningar av insekts- eller patogenangrepp.

Andra faktorer förändrar världens skogar:

• Skogsbränder ökar i många skogar över hela världen och framtida bränder kan vara vanligare än de har varit under de senaste 10, 000 år i vissa regioner, studien fann. Växttillväxt efter skogsbränder kan vara långsam eller utebli på grund av förhöjda temperaturer.
• Biotiska avskogningsstörningar – av insekter, svampar och kvävande vinstockar — har ökat. Kollagringen som går förlorad för insekter varje år är densamma som mängden kol som släpps ut av 5 miljoner fordon, en studie publicerad förra året säger. Detta förväntas fortsätta med uppvärmningen, tillsammans med andra biotiska avskogningsstörningar, som svampar och bakterier. I tropikerna, vinstockar som använder andra växter som värdstrukturer kväver träd till döds.
• Bara skogsskörd har haft en enorm inverkan på förskjutningen av globala skogar mot yngre åldrar eller mot icke-skogsmark, minska mängden skog, och gamla skogar, globalt. Där skog återupprättas på avverkad mark, träden är mindre och biomassan minskar.

McDowell samarbetade med mer än 20 forskare för att producera avskogningsstudien, som inkluderade data och observationer gjorda i mer än 160 tidigare studier.

"Miljöförändringar gör störningar värre, och detta orsakar en förändring i vegetationsdynamiken mot kortare, yngre skogar, " sa McDowell.