Den tropiska skogen är en av jordens underutforskade gränser. För att förstå hur dessa unika miljöer reagerar på klimatförändringar samlade ett team från Ecosystems Lab vid University of Oxford och partnerinstitut i Ghana bevis från trädtopparna, Att hitta torrare skogar löper större risker.

Vår naturvärld står inför oöverträffade förändringar i fördelningen av biologisk mångfald – mångfalden av livet på jorden – på lokal och global skala. Cirka en miljon arter är hotade av utrotning, utgör ett överhängande hot mot ekosystemens funktion och människors välbefinnande.

I vår nya studie, nyligen publicerad i Naturkommunikation , vi undersöker om och hur klimatförändringarna har påverkat mångfalden av tropiska ekosystem i Västafrika under de senaste decennierna. Särskilt, vi ville förstå om blötare och torrare tropiska skogar reagerade på olika sätt på samma förändringsfaktorer.

För denna studie genomförde vi fältarbete i Ghana under sex månader. Fältkampanjen leddes av Dr. Imma Oliveras och Dr. Stephen Adu Bredu och koordinerades av medförfattarna Theresa Peprah och Agne Gvozdevaite. Det utgjorde en del av en global satsning. Mer än 25 forskningsassistenter från KNUST University och Forestry Institute of Ghana (FORIG) deltog i fältkampanjen och utbildades i provtagningstekniker och vetenskapliga protokoll för att genomföra forskningen.

Under kampanjen besökte vi kluster av provområden på tre platser, som sträcker sig längs en klimatgradient från fuktig gammal regnskog till uttorkad skog och savann. Vi provade löv och grenar från 299 träd. Det var väldigt långa dagar, vanligtvis börjar klockan 4.30 med en gruppfrukost och klockan 06.00 skulle vi redan arbeta på fältet. Vi skulle avsluta fältarbetet vid 15-tiden. och sedan arbeta i fältlaboratorierna fram till 22.00. Några av forskarassistenterna – som var master- och grundstudenter vid den tiden – har fortsatt forskarstudier efter erfarenheten och har framgångsrikt hittat stipendier i Ghana, Europa och USA.

När man startar denna forskning, vi förväntade oss att en uttorkningstrend skulle återspeglas i en total mångfaldsminskning för alla tropiska skogar. Dock, fann vi att skogssamhällen i torrare områden upplevde i genomsnitt starkare nedgångar i funktionella, taxonomisk och fylogenetisk mångfald över tid än skogssamhällen i fuktigare områden.

Detta innebär att torrare skogar övergår till allt mer homogena skogssamhällen, avviker längre från blötare skogar i funktionella, taxonomisk och fylogenetisk mångfald. I kontrast, blötare skogar visade i genomsnitt ökningar i funktionell och taxonomisk mångfald, vilket kan vara resultatet av deras högre tillgång till atmosfärs- och grundvatten jämfört med den som är tillgänglig för torrare skogar. Övergripande, klimat- och markförhållanden förklarade delvis förändringarna i mångfald och skillnader i svar mellan torrare och blötare tropiska skogar i västafrikanska.

Stephen Adu-Bredu och Theresa Peprah från CSIR-Forestry Research Institute of Ghana, beskrev att några av de mest utmanande sakerna att göra under fältarbetet var att vakna dagligen klockan 03.00 för att komma till fältet runt klockan 04.00 för mätningar av vattenpotential före gryningen, samt klättring i träden den här tiden på dygnet. De säger:"Torrsäsongen CO ₂ utbytesmätning var svår och frustrerande. Man kan spendera över en timme eller till och med en dag på ett enda blad, och mätningarna ska utföras på tre blad per gren, som protokollet kräver."

Dr Imma Oliveras, senior studieförfattare och biträdande programledare om ekosystem vid Environmental Change Institute, Oxfords universitet, reflekterar över fältkampanjen:"För mig var den här fältkampanjen en otroligt berikande upplevelse. Det var hektiska dagar av kunskapsutbyte. Jag skulle utbilda lokala studenter i vetenskapliga metoder, och de lärde mig om den lokala floran såväl som om de lokala skogarna och den ghananska kulturen och traditionerna.

"Vissa skogar hade tabubelagte dagar då vi inte fick gå till skogen och vi skulle använda för att komma ikapp med labbarbete. Vi skulle också utbyta kunskap i andra aspekter, såsom köket. Jag lärde mig att göra fufu och jag lärde dem att laga spanska omeletter. Vetenskapligt, Jag gillade att utbilda forskningsassistenterna i både datainsamling, datahärdning och dataanalyser, och de flesta deltagare är nu medförfattare till annan relaterad forskning."

I vår studie bedömde vi inte hur mångfaldsförändringar påverkar ekosystemens funktion. Dock, det finns gott om bevis som visar att minskningar av funktionella, taxonomisk och fylogenetisk mångfald kan orsaka förlust av skogsfunktioner, såsom resursupptag, cykling och biomassaproduktion och motståndskraft mot ett förändrat klimat. Därför, ekosystemfunktionerna i samhällen som visar minskningar över alla tre aspekter av mångfald kan vara särskilt sårbara under ett torkande klimat.

Övergripande, vår studie fann att torrare skogssamhällen har genomgått homogenisering av biologisk mångfald på grund av ett värmande och torkande klimat, som i slutändan kan få negativa effekter inte bara på ekosystemens funktion utan också på deras bidrag till människors välbefinnande och försörjning.