Storskalig plantering av ny skog i tidigare trädfria områden, en praxis som kallas beskogning, hyllas som ett effektivt sätt att ta bort överskott av koldioxid från atmosfären – en så kallad naturlig klimatlösning.

Men en ny studie ledd av en biologiforskare vid Colorado State University finner att skogplanteringens kolavskiljningspotential kan överskattas. Studien, publicerad online 22 juni Naturens hållbarhet , hävdar att förhållandet mellan organiskt kol i marken under skogbevuxna områden varierar mycket mellan olika ekosystem och klimat, och dessa variationer beror på faktorer som trädslag, markanvändningshistoria och jordart.

Dessa resultat, baserat på över 11, 000 jordprover tagna över kontroll- och skogbevuxna tomter i norra Kina, indikerar att naturliga klimatlösningar ensamma inte räcker för att uppfylla globala klimatbegränsningsmål.

"Vi hoppas att folk kan förstå att skogsplanteringsmetoder inte är en enda sak, sa Anping Chen, en forskare vid CSU Institutionen för biologi och en huvudförfattare på studien. "Beskogning involverar många tekniska detaljer och balanser av olika delar, och det kan inte lösa alla våra klimatproblem." Chen hjälpte till att starta den ambitiösa studien medan han studerade vid Princeton University för ungefär ett decennium sedan.

Inspirerad att hitta bättre data

Forskningen inspirerades av en workshop i Princeton 2010, vilket ledde till en högprofilerad publikation om den globala skogskolsänkan i Science av forskaren Yude Pan från U.S. Forest Service. I avsaknad av bättre datakällor, forskarna hade använt ett fast förhållande mellan trädets biomassa och markens kol för att uppskatta de totala lagren av organiskt kol i marken – ett mått som Chen och Peking University-samarbetspartnern Shilong Piao misstänkte inte var korrekt. Denna metod kan vara ännu mer problematisk, Chen sa, för uppskattning av skogplanteringspotential för kolbindning eftersom förändringar i markanvändningen ofta är förknippade med markstörningar.

När Chen och Piao satt i verkstaden, de bestämde sig för att försöka hitta ett nytt sätt att uppskatta kolförändringar under marken, och utformade en fältstudie för att undersöka deras hypoteser.

2012-13, forskare från USA och Kina under ledning av Chen och Piao samlade jämförande jordprover på olika djup från 619 par skogbevuxna tomter och kontrollområden över norra Kina. Den kinesiska regeringen har genomfört omfattande skogsplanteringskampanjer som både klimatreducerande strategier och ett försök att minska damm från Gobiöknen.

Forskarna fann att i kolfattiga jordar, skogsplantering ökade markens organiska koltäthet. Men i jordar som redan är rika på kol, de fann att koldensiteten minskade. Deras resultat drog slutsatsen att de fasta förhållandena mellan biomassa och jord organiskt kol som antagits i tidigare studier kan överskatta de övergripande särdragen för förbättring av organiskt kol i marken i skogsplanteringsmetoder i allmänhet.

Resultaten får konsekvenser för skogsförvaltare och beslutsfattare. Till exempel, en plats som redan ligger över en viss tröskel för markens organiskt kol under jorden kan bäst lämnas ifred för naturlig skogföryngring istället för att planteras med träd, sa Chen.

"Våra resultat tyder starkt på att den uppskattade potentialen för beskogning av kolsänkor som inte tar hänsyn till bakgrundens kollager eller de potentiellt negativa effekterna av beskogning är alltför optimistiska, ", skrev författarna. "Dessa resultat indikerar också att antagandet om ett fast förhållande mellan mark och biomassa kol, som har använts i stor utsträckning i tidigare studier för att uppskatta markens kolförråd, är opålitlig."

Uppsatsen har titeln "Divergent respons av organiskt kol i jorden på beskogning."