Vooruitgang in teledetectietechnologieën helpt wetenschappers om beter te meten hoe mondiale landschappen - van bossen tot savanne - koolstof kunnen opslaan, een kritisch inzicht omdat ze de potentiële rol van ecosystemen bij het verminderen van klimaatverandering evalueren.

Een factor die vaak wordt genegeerd in deze beoordelingen van de koolstofcyclus, echter, is de rol van wilde dieren. Vergeleken met de enorme capaciteit van bomen en planten om koolstof op te slaan, de conventionele wijsheid gaat, weinig voorkomende dierenpopulaties kunnen eenvoudigweg niet veel effect hebben op deze mondiale systemen.

In een nieuw artikel gepubliceerd in Wetenschap , een team van onderzoekers onder leiding van Yale's Oswald J. Schmitz stelt dat de aanwezigheid van wilde dieren directe of indirecte feedbackeffecten kan veroorzaken die het vermogen van een landschap om te absorberen veranderen, uitgave, of koolstof transporteren. Bij het beoordelen van een groeiend aantal onderzoeken, ze ontdekken dat dieren de snelheid van biogeochemische processen met 15 tot 250 procent of meer kunnen verhogen of verlagen.

Inderdaad, zij stellen dat het niet verantwoorden van de rol van dieren de nauwkeurigheid van elke evaluatie van de koolstofbudgetten van ecosystemen kan ondermijnen. Ze bieden inzicht in hoe onderzoekers dierecologie kunnen integreren, ecosysteemmodellering, en teledetectie om de koolstofcyclus in landschappen nauwkeuriger te voorspellen en te beheren.

"Sommigen van ons zeggen al heel lang dat het niet alleen de overvloed aan dieren is die ertoe doet, maar wat deze dieren doen dat belangrijk is, " zei Schmitz, de Oastler Professor of Population and Community Ecology aan de Yale School of Forestry &Environmental Studies, en hoofdauteur van het artikel. "We zijn eindelijk op het punt dat er behoorlijk sterk bewijs is om deze ideeën te ondersteunen."

Het artikel is mede geschreven door een interdisciplinair team van de Universiteit van Californië, Santa Cruz; Memorial Universiteit van Newfoundland; Universiteit van Noord-Arizona; Staatsuniversiteit van Utah; de Universidade Estadual Paulista in Rio Claro, Brazilië; en Stanford-universiteit.

Experimentele en observationele analyses hebben aangetoond dat veranderingen in de abundantie van dieren grote verschuivingen kunnen veroorzaken in het vermogen van ecosystemen om koolstof op te slaan of uit te wisselen. In sommige gevallen, deze veranderingen hebben er zelfs toe geleid dat ecosystemen zijn overgeschakeld van koolstofbronnen (wanneer dieren niet in overvloed aanwezig zijn) naar koolstofputten (wanneer dat wel het geval is).

In de Serengeti, bijvoorbeeld, de decimering van de wildebeest-populaties in het midden van de 20e eeuw zorgde ervoor dat de bodemvegetatie kon bloeien, uiteindelijk het bevorderen van bosbranden die jaarlijks 80 procent van het ecosysteem verteerden en leidden tot een netto uitstoot van koolstofdioxide in de atmosfeer; toen ziektebeheersing en bestrijding van stroperij de dierenpopulaties hielpen herstellen, een groter deel van de koolstof opgeslagen in vegetatie werd door gnoes geconsumeerd en vrijgegeven als mest, het in het systeem houden en het landschap herstellen als CO2-put.

In tropische bossen, het behoud van grote zoogdieren handhaaft essentiële functionele rollen - waaronder zaadverspreiding door frugivoren en ondersteuning van de plantproductie door herbivoren - die koolstofopslag bevorderen; een 3,5-voudige toename van het aantal zoogdiersoorten, een studie vindt, verhoogt de koolstofretentie met 230 tot 400 procent.

Maar de aanwezigheid van grazende herbivoren op andere plaatsen - zoals kariboes en muskox in het noordpoolgebied of elanden in boreale bossen - kan de CO2-opname en -opslag met 15 tot 70 procent verminderen.

Menselijke invloeden geven in toenemende mate vorm aan deze relaties, of het nu is door de vermindering van de populaties wilde dieren door middel van stroperij, overbevissing of verloren leefgebied, of de herintroductie van soorten in landschappen.

Chris Wilmers, een universitair hoofddocent natuurecologie en globale verandering aan de Universiteit van Californië, Santa Cruz, en co-auteur van het artikel, zegt dat mensen een grote rol hebben gespeeld bij het vormen van dierengemeenschappen, van de samenstelling van soorten tot de afstanden, routebeschrijving, en snelheden waarmee ze door landschappen bewegen.

"Als we willen begrijpen hoe onze impact op en/of het beheer van dierpopulaties opschaalt om de koolstofcyclus in het hele ecosysteem te beïnvloeden, hebben we hulpmiddelen nodig waarmee we de dingen die dieren doen kunnen koppelen aan hun uiteindelijke gevolgen voor de koolstofcyclus, " hij zei.

De auteurs beoordelen vorderingen in de ecologie van ruimtelijke ecosystemen die het verband kunnen onthullen tussen bewegingen van dieren en patronen van koolstofopname en -opslag in landschappen. En ze belichten ontwikkelingen op het gebied van teledetectie waarmee wetenschappers gegevens kunnen verzamelen en analyseren die nodig zijn om deze verbanden te leggen.

"We laten zien dat de effecten van dieren groot en belangrijk zijn, maar ook dat teledetectie veel informatie kan geven over wat we weten over hoe dieren ecosystemen in de loop van de tijd veranderen, of het nu gaat om het toe-eigenen van biomassa door middel van herbivoren of vertrappen of het verhogen van de productiviteit door de verspreiding van nutriënten en zaden, " zei Scott Goetz, een professor aan de Northern Arizona University die al meer dan drie decennia satellietonderzoek op afstand doet, en een andere co-auteur.

"Nieuwe teledetectietechnologie, zoals het GEDI Lidar-instrument dat deze week naar het internationale ruimtestation ISS werd gelanceerd, zal ons helpen om de invloed van dieren op de biomassa van planten en de productiviteitsdynamiek veel beter vast te leggen."

De impact van wilde dieren op de koolstofcyclus wordt steeds relevanter naarmate onderzoekers en beleidsmakers het gebruik van natuurlijke ecologische processen beschouwen om atmosferische koolstof terug te winnen en op te slaan in ecosystemen als een middel om klimaatverandering aan te pakken.

Onderzoekers beschouwen natuurbehoud zelden als een strategie om de koolstofopslagcapaciteit van een ecosysteem te vergroten, zei Schmitz. In feite, sommigen geloven dat het beheer van leefgebieden van wilde dieren in strijd is met het doel om koolstofopslagcapaciteit te creëren.

"Ze denken dat dieren ofwel niet belangrijk genoeg zijn of dat je geen koolstof kunt opnemen en dieren kunt behouden in hetzelfde landschap, "zei hij. "Onze boodschap is dat je kunt en moet. Het kan een win-winsituatie zijn voor zowel het behoud van de biodiversiteit als de opname van koolstof."