Onderzoekers hebben het vermogen van Noord-Amerikaanse bossen om koolstof vast te leggen berekend in een gedetailleerde analyse die voor het eerst de effecten van twee sleutelfactoren integreert:het natuurlijke proces van bosgroei en -herstel, en klimaatveranderingen die het groeiproces in de komende 60 jaar waarschijnlijk zullen veranderen.

Het resultaat is een meeslepend beeld dat van grote waarde is, omdat bossen een cruciale rol spelen bij het verzachten van de effecten van klimaatverandering. Bomen absorberen koolstofdioxide uit de atmosfeer terwijl ze groeien, het opslaan van de koolstof in hun hout.

"Er is veel hoop dat onze bossen de koolstofdioxide die we produceren zullen opnemen, maar de capaciteit van onze bossen is beperkt, " zei hoofdonderzoeker Kai Zhu, een assistent-professor milieustudies aan de Universiteit van Californië, Santa Cruz.

Zhu's team ontdekte dat Noord-Amerikaanse bossen 78 procent van hun capaciteit hebben bereikt om koolstof vast te leggen en dat ze in de komende 60 jaar slechts 22 procent capaciteit zullen winnen. Dat is een waarschuwende bevinding die gevolgen heeft voor bosbeheerders, klimaat wetenschappers, en beleidsmakers.

Een betere methodologie

In tegenstelling tot eerdere pogingen om het vermogen van bossen om koolstof op te slaan te kwantificeren, die gebaseerd waren op simulatiemodellen of satellietgegevens, Zhu's bevindingen zijn gebaseerd op uitgebreide, grondmetingen van bossen in de continentale Verenigde Staten en Canada.

Hij analyseerde gegevens van 140, 000 plots in het U.S. Forest Inventory and Analysis-programma en het Canada Permanent Sample Plots-programma om de historische groei van bossen te documenteren en hun groei in de toekomst te projecteren. Maar hij wist dat hij geen nauwkeurige voorspelling kon maken zonder ook rekening te houden met klimaatverandering.

"Om de toekomst goed te voorspellen, we moeten beide factoren in overweging nemen - natuurlijk herstel en klimaatverandering die de groei beïnvloeden - omdat beide biologisch belangrijk zijn, " hij zei.

Zhu's voorspellingen zijn gebaseerd op een complex groeimodel dat hedendaagse gegevens van 2000-2016 en 'hindcast'-observaties van 1990-1999 bevat. Vervolgens gebruikte hij het model om bosomstandigheden te voorspellen onder klimaatveranderingsscenario's in de jaren 2020, jaren 2050, en jaren 20, alvorens te kwantificeren in hoeverre de huidige bosbiomassa het toekomstige biomassapotentieel benadert.

"We ontdekten dat klimaatverandering het boshersteltraject effectief wijzigt, maar de grotere factor is dat de totale bosgroei beperkt is, " zei Zhu.

Een best-case scenario

Zhu's bevindingen vertegenwoordigen het "best-case scenario, " omdat ze geïdealiseerde veronderstellingen weerspiegelen die zijn gebaseerd op eerdere bosprestaties en klimaatveranderingsprojecties van het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering.

"De veronderstelling was dat bestaande bossen gelukkig zullen groeien zonder toekomstige verstoringen, maar in werkelijkheid, er zullen waarschijnlijk storingen zijn, " legde Zhu uit.

Dergelijke verstoringen kunnen het uitbreken van ziekten omvatten, en wildvuur en wind effecten, evenals door de mens veroorzaakte effecten, zoals het verlies van bossen voor ontwikkeling. Elke keer dat er storingen optreden, het zal de bosbiomassa verminderen, dus de werkelijke boscapaciteit zal waarschijnlijk lager zijn dan het beste scenario uit deze analyse.

"Dit is de eerste keer van muur tot muur, gegevens op de grond in Noord-Amerika werden gebruikt, " zei Zhu. "We hebben tot nu toe geen gedetailleerde kennis gehad over deze koolstofput, dus dit is een startpunt om over de toekomst na te denken."

De bevindingen wijzen op de noodzaak om Noord-Amerikaanse bossen te beschermen en ontbossing elders te verminderen, zei Zhu. "Het verminderen van ontbossing in de tropen is veel gemakkelijker dan het uitbreiden van bossen in Noord-Amerika, "voegde hij eraan toe. "Die optie is zeer beperkt."

Bosherstel door de eeuwen heen

voor Zhu, het verleden bood aanwijzingen voor de toekomst. De achtergrond van zijn werk is gebaseerd op het dramatische herstel van Noord-Amerikaanse bossen sinds het begin van de 20e eeuw na het verwijderen van enorme stroken om plaats te maken voor landbouw, vooral in het noordoosten van de Verenigde Staten. Betere bodems in het Midwesten leidden tot het opgeven van een groot deel van dat vrijgemaakte land, de weg vrijmaken voor het herstel van bossen.

"Bossen in het noordoosten zijn op een behoorlijk dramatische manier hersteld:in de 18e en 19e eeuw, meer dan de helft van het bosgebied werd gekapt, maar in de 20e eeuw, bossen terug. Tegenwoordig is ongeveer 80 procent van het noordoosten bebost, " hij zei, ook wijzend op de hoge waarde van de grote bomen van de Pacific Northwest.

Vandaag, echter, Noord-Amerikaanse bossen naderen het verzadigingspunt als plateau voor oudere bomen; toekomstige groei is voornamelijk beperkt tot de dennenbossen in het oosten en zuidoosten. "Het toekomstpotentieel is vrij beperkt, " zei Zhu. "Als mitigatie afhankelijk is van bossen, dit heeft implicaties voor het behoud waar we over moeten nadenken."