Gedetailleerde globale kaarten van belangrijke eigenschappen in hogere planten zijn voor het eerst beschikbaar gesteld, dankzij werk onder leiding van onderzoekers van het University of Minnesota's (UMN) College of Food, Landbouw en Natuurwetenschappen (CFANS).

Op basis van metingen van 45, 000 individuele planten van 3, 680 soorten, en het gebruik van high-tech statistische mapping protocollen, het team heeft globale kaarten gemaakt van plantkenmerken, waaronder bladstikstofconcentratie, blad fosforconcentratie, en specifiek bladoppervlak (een maat voor het weergegeven oppervlak om licht te onderscheppen per eenheidsinvestering in bladbiomassa). Deze kaarten, met meer dan 50 000 pixels, laten verrassend grote lokale variaties zien in eigenschapswaarden die een significante impact kunnen hebben op toekomstige berekeningen van de koolstofcyclus geproduceerd door Earth System-modellen (ESM's). De planteigenschappen die in het onderzoek in kaart zijn gebracht, zijn van cruciaal belang voor fotosynthese en bladademhaling en dienen als input voor de ESM's. Het opnemen van deze lokale variabiliteit van planteigenschappen in de ESM's zal leiden tot een nauwkeuriger modellering van koolstofcyclusfeedbacks.

"De schaarste aan veldmetingen vormt een grote wegversperring bij het maken van wereldwijde kaarten met hoge resolutie van planteigenschappen, " zei Ethan Butler, co-lead auteur en postdoctoraal medewerker bij het Department of Forest Resources aan het UMN's College of Food, Landbouw- en Natuurlijke Hulpbronnenwetenschappen (CFANS). "Dit werk bevordert eerdere pogingen om kenmerken in kaart te brengen door gebruik te maken van de grootste tot nu toe wereldwijde database met plantkenmerken, TRY (www.try-db.org), die drie keer groter is dan ooit tevoren."

Volgens Peter Reich, de projectleider, "De huidige ESM's vertegenwoordigen variatie in het plantenleven met behulp van ruwe gemiddelden van eigenschapwaarden van planten; een model kan zo simplistisch zijn als aannemen dat alle bladeren in Amazonia of Alaska identiek zijn. De nieuwe kaarten laten zien dat de lokale diversiteit aanzienlijk is; het negeren van dit feit is problematisch. Het opnemen van gegevens van deze kaarten in de EMS'en zal leiden tot verbeterde koolstofcyclusmodellen."

"Ondanks een groter aantal veldmetingen, de geografische dekking van TRY is nog steeds beperkt met weinig of geen gegevens voor een groot deel van de tropen, grote delen van Centraal-Azië, Rusland, Zuid-Azië en een groot deel van het Noordpoolgebied, " zei mede-hoofdauteur Abhi Datta, voorheen een PhD student in de Divisie Biostatistiek van de UMN. "Vervolgens, geavanceerde statistische benaderingen werden gebruikt om planteigenschapswaarden te extrapoleren met behulp van een combinatie van klimaat, bodem- en ruimtelijke informatie. De resulterende kaarten geven een volledige karakterisering van hoe eigenschappen variëren binnen en tussen meer dan 50, 000 cellen van 50 km x 50 km over het gehele begroeide landoppervlak."

De nieuwe bevindingen werden gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences .