Avskogningen av de tropiska regnskogarna fortskrider ostoppbart. Enligt forskare vid Helmholtz Center for Environmental Research (UFZ), dessa skogar blir fragmenterade i högre takt än väntat. Genom att analysera högupplösta satellitdata, de kunde mäta även den minsta delen av tropisk skog och, för första gången, studera förändringarna i tropisk fragmentering. I ett papper för Vetenskapliga framsteg , de diskuterar hur denna tidigare obemärkta och underskattade ökning av fragmentering till nästan en tredjedel av skogsområdet får konsekvenser för den globala koldioxidcykeln. På grund av ökad trädödlighet, stora mängder kol frigörs vid skogskanterna. Modellsimuleringar visar också att dessa utsläpp kan öka i framtiden. Endast genom mindre avskogning kan processen bromsas.

UFZ -modelleringsteamet använde satellitdata från 2000 och 2010 med en mycket hög upplösning på 30 meter. De kunde jämföra var i Central- och Sydamerika, Afrika, och Sydostasien anslutna tropiska skogar finns fortfarande eller där de har försvunnit. Med hjälp av en komplex klusteralgoritm och högpresterande datorer, de fann att antalet isolerade skogsområden ökade med mer än 20 miljoner till 152 miljoner mellan 2000 och 2010.

Denna ökning av skogsfragment är särskilt allvarlig eftersom den också har ökat andelen skogskanter i det totala skogsområdet. Skogskanten definieras som det skogsområde som sträcker sig 100 meter in i skogen från öppen mark. Detta kantområde ökade från 27 till 31% (dvs. från 517 till 589 miljoner hektar) mellan 2000 och 2010. "Denna situation har försämrats så mycket att nu är nästan en tredjedel av världens tropiska skogsområden i kantområden. Om avskogning inte är det slutade, denna trend kommer att fortsätta, "säger huvudförfattaren och UFZ -modelleraren Dr. Rico Fischer. Effekten av accelererad fragmentering inträffade främst i tropikerna i Afrika. Där, antalet skogsfragment ökade från 45 miljoner till 64 miljoner på bara 10 år. Andelen skogskant i den totala skogen ökade från 30 till 37% (2000:172 miljoner hektar; 2010:212 miljoner hektar). I kontrast, andelen skogskanter i Central- och Sydamerika ökade med endast 2% till 25% (2000:215 miljoner hektar; 2010:232 miljoner hektar).

Än så länge, kolbalansen i tropiska skogskanter har knappast studerats i detalj. Dock, detta skogsområde är viktigt eftersom fragmentering förändrar olika ekologiska processer i kantområdena. "Kanten, till skillnad från skogens inre, utsätts för direkt solljus. Det är mer utsatt för vinden. Luftfuktigheten minskar också i kantområdena. Det förändrade mikroklimatet skadar särskilt de stora träd som är beroende av en bra vattenförsörjning, "förklarar Fischer. Som ett resultat, fler träd dör i skogsbrynet eftersom de är mer stressade där än i den skyddade insidan av en skog. Detta påverkar också kolbalanserna. Mikroorganismer avger koldioxid vid sönderdelning av de döda träden. Eftersom färre träd överlever som behöver ta upp kol för kronans tillväxt, trunk, och rötter, mindre koldioxid utsöndras från atmosfären. "Detta innebär att stora mängder kol släpps ut i atmosfären vid kanterna av tropiska skogar, säger Fischer.

För första gången, UFZ -forskarna har nu kunnat exakt modellera hur höga dessa koldioxidutsläpp är och hur de kan utvecklas under de kommande decennierna. Från fjärranalysdata med hög upplösning, de beräknade hur mycket biomassa som finns i varje kantområde av ett skogsfragment i tropikerna. Från detta, de bestämde koldioxidutsläppen som orsakas av ökad trädödlighet för alla skogskanter. Resultatet:medan cirka 420 miljoner ton kol släpptes ut 2000, detta hade redan ökat till 450 miljoner år 2010. "I tropikerna, ensam avskogning släpper ut cirka 1, 000 till 1, 500 miljoner ton kol varje år. Om vi ​​överväger den extra effekten av skogskanterna, detta är en oroväckande upptäckt eftersom den tropiska regnskogen faktiskt borde vara en kolsänka - och inte en kolkälla, "säger medförfattare och UFZ-biofysiker professor dr. Andreas Huth. Fragmenteringen av tropiska skogar påverkar inte bara den globala koldioxidbalansen utan också den biologiska mångfalden. UFZ-modellerarna visade att avstånden mellan skogsfragmenten blir allt större." Detta gör långsiktig överlevnad av djurarter som jaguaren, som beror på stora, anslutna skogsområden, svårare, "säger medförfattaren Dr. Franziska Taubert.

En blick in i framtiden lovar inte heller gott, som UFZ -teamet fick reda på med hjälp av modellering. "Att göra detta, vi använde en fragmenteringsmodell från fysiken och simulerade framtiden för varje enskilt tropiskt skogsfragment, "förklarar Taubert. Antar att den nuvarande graden av tropisk avskogning inte minskar, andelen skogskanter i den totala skogen kommer att öka från 31% 2010 till nästan 50% år 2100. Även om avskogningsgraden i tropikerna minskar med hälften, andelen kantytor kommer fortfarande att öka till 40%. Processen kan bara bromsas om avskogningen i tropikerna stoppas år 2050. I det här fallet andelen skogskanter 2100 kommer att förbli på den nuvarande nivån på cirka 30%. Den ytterligare ökningen av skogsfragmenteringen skulle också få konsekvenser för koldioxidutsläppen. "Om den nuvarande fragmenteringsdynamiken fortsätter i konstant takt, skogskanter kommer att släppa ut 530 miljoner ton kol årligen år 2100. Endast om avskogningen av regnskogen stoppas från 2050 och framåt kan utsläppen begränsas till högst 480 miljoner ton kol, säger Fischer.

Studien publiceras i Vetenskapliga framsteg .