Diversiteit is kracht, zelfs tussen bossen. In een paper gepubliceerd in Natuur , onderzoekers onder leiding van de bioloog William Anderegg van de Universiteit van Utah rapporteren dat bossen met bomen met een grote diversiteit aan eigenschappen die verband houden met watergebruik, minder last hebben van droogte. De resultaten, die voortbouwen op eerder werk waarin werd gekeken naar de veerkracht van individuele boomsoorten op basis van hydraulische eigenschappen, leiden tot nieuwe onderzoeksrichtingen over de veerkracht van bossen en informeren van bosbeheerders die werken aan de wederopbouw van bossen na houtkap of natuurbrand.

Verrassend genoeg, zegt Anderegg, de hydraulische diversiteit van een bos is de belangrijkste voorspeller van hoe goed het een droogte aankan.

"We verwachtten dat hydraulische eigenschappen er toe zouden doen, " hij zegt, "maar we waren verrast dat andere eigenschappen waar veel van de wetenschappelijke gemeenschap zich op hebben gericht, helemaal niet verklarend of voorspellend waren."

Door de bomen het bos missen

Anderegg is een ervaren onderzoeker van de effecten van droogte op bomen, met bijzondere aandacht voor de tijd die bossen nodig hebben om te herstellen van droogte. Samen met anderen in zijn vakgebied, hij heeft ook gekeken naar de impact van hydraulische eigenschappen op de overlevingskansen van individuele boomsoorten in een droogte. Hydraulische eigenschappen zijn verbonden met de manier waarop een boom water door het organisme verplaatst - en hoeveel droogtestress ze kunnen verdragen voordat dat systeem begint af te breken.

Maar droogte, als ze toeslaan, ga niet achter individuele bomen aan - ze beïnvloeden hele ecosystemen.

"Wat anders is aan deze studie, is dat het nu naar het hele bos kijkt, ', zegt Anderegg.

Droogte kan dit niet aanraken

Anderegg en zijn collega's, waaronder medewerkers van Stanford University, Princeton University en de University of California, Davis, verzamelde gegevens van 40 bosgebieden over de hele wereld. De locaties zijn uitgerust met instrumenten, fluxtorens genaamd, die de koolstofstromen meten, water en energie uit een bos. Ze zijn ook uitgerust met omgevingssensoren, inclusief bodemvochtsensoren, om een ​​beeld te krijgen van de hoeveelheid water die het terrein in- en uitgaat.

Ze koppelden die gegevens aan wat er bekend was over de boomsoorten die op elke locatie aanwezig waren, en de bekende hydraulische eigenschappen die bij die soorten horen. Niet-hydraulische eigenschappen zijn zaken als houtdichtheid of bladoppervlak gedeeld door bladmassa. Maar hydraulische eigenschappen omvatten de hydraulische veiligheidsmarge, het verschil tussen de hoeveelheid waterbeweging die de boom toestaat tijdens droge omstandigheden en de absolute minimale hoeveelheid water - het punt waarop de hydrauliek van de boom begint af te sluiten.

Bossen met een grotere diversiteit aan hydraulische eigenschappen in de boomsoorten vertoonden minder een daling in de bosfunctie (gemeten aan de hand van fluxen van water en energie en bodemvocht) dan minder diverse bossen. Satellietgegevens van gematigde bossen wereldwijd bevestigden hun bevindingen - droogtes hebben gewoon niet hetzelfde effect op hydraulisch diverse bossen als op andere.

"De aanwezige soorten en de hydraulische eigenschappen die ze hebben, lijken het belangrijkst voor het voorspellen van veerkracht tegen droogte op ecosysteemschaal, ', zegt Anderegg.

Dus, hoe ziet een bos met hydraulische diversiteit eruit? Eerst, overweeg het tegenovergestelde - een ecosysteem met slechts één soort boom. Afbeelding, bijvoorbeeld, een kerstboomboerderij. Elke boom is exact dezelfde soort. Diversiteit wordt niet lager dan dat.

Maar een divers bos, Anderegg zegt, "zal veel verschillende soorten bomen hebben - conifeer en angiosperm, droogtetolerant en intolerant hout, en misschien verschillende bewortelingsdiepten. Het gaat om enige diversiteit in waterbronnen. Deze dingen zijn moeilijk direct te bestuderen en te meten."

Het team ziet verschillende toekomstige mogelijkheden om dit onderzoek voort te zetten.

"We willen begrijpen wat de gedetailleerde fysiologie is achter deze veerkracht, " zegt Anderegg. "Wat zijn de specifieke eigenschappen, van verschillende soorten of van verschillende populaties, die je veerkracht geven tegen het toekomstige klimaat?"

"Supercharged brandweer"

De onderzoekers keken niet specifiek naar het verband tussen hydraulische eigenschappen, droogte, en brandomstandigheden, maar een zomer van de westelijke VS in brand en de resulterende rook die zich over het land verspreidt, roept de vraag op.

"Meer diversiteit in een landschap zal een bos helpen om beter bestand te zijn tegen vuur, " Zegt Anderegg. Dezelfde klimaatomstandigheden die ten grondslag liggen aan droogte - vroege sneeuwsmelt en hete zomertemperaturen, bijvoorbeeld - liggen ook ten grondslag aan gevaarlijke brandseizoenen.

"Het droogt de brandstof op het terrein uit, "Anderegg zegt, "en creëert supercharged vuurweer."

Dus wat kunnen bosbeheerders doen om diversiteit en veerkracht te verbeteren? Er kunnen kansen komen na trauma's aan het ecosysteem, zoals houtkap of bosbranden. "Nadat we een bos hebben gekapt of een brand doorkomt, "Anderegg zegt, "We denken soms aan het planten van een enkele soort. We zouden moeten nadenken over de beste mixen van meerdere soorten voor veerkracht."