Zuidwest-bossen kunnen in de 21e eeuw met gemiddeld 75 procent in productiviteit afnemen als het klimaat opwarmt, volgens een door de Universiteit van Arizona geleid onderzoeksrapport gepubliceerd in Natuurcommunicatie op 17 december.

De nieuwe schatting is beter dan de vorige omdat deze gebaseerd is op een nieuwe database met informatie over de groei van bomen onder gemiddelde omstandigheden, aldus het onderzoeksteam. Eerdere schattingen waren gebaseerd op een database met veel bomen die onder marginale omstandigheden groeiden.

De vondst is gebaseerd op een schat van ongeveer 20, 000 niet-geanalyseerde boomkernen ontdekt in een laboratorium in Utah ongeveer tien jaar geleden. De jaarlijkse jaarringen die zichtbaar zijn in boomkernen weerspiegelen de klimatologische omstandigheden van elk jaar.

De nieuwe boomkernmonsters zijn representatiever voor het bos als geheel dan veel van de eerder verzamelde en geanalyseerde monsters, zei eerste auteur Stefan Klesse, die de analyse uitvoerde als postdoctoraal onderzoeker aan het UA Laboratory of Tree-Ring Research.

Senior auteur Margaret Evans zei dat de ruimtelijke representatie in de nieuwe dataset van het US Forest Service Forest Inventory and Analysis-programma "ongekend" is. Ze noemt de bomen in de nieuwe dataset die onder gemiddelde groeiomstandigheden leven 'Joe Schmoe-bomen'.

"De Joe Schmoe-bomen zullen een groeivermindering van 75 procent ervaren en de bomen aan de rand - volgens onze analyse - zijn vrijwel gedoemd, " zei Evans, een assistent-professor in het UA Laboratory of Tree-Ring Research.

De database die voorheen beschikbaar was voor onderzoekers is de International Tree-Ring Data Bank, of ITRDB, waaronder monsters van veel bomen die onder marginale omstandigheden groeiden - wat Evans omschreef als 'aan de rand'.

Toen de bomen in de ITRDB voor het eerst werden bemonsterd, wat vaak tientallen jaren geleden was, onderzoekers kozen bomen die in marginale omstandigheden leefden omdat die bomen het meest gevoelig waren voor klimaatvariatie en dus het best geschikt om te onthullen hoe het klimaat in de afgelopen eeuwen varieerde.

Boomringonderzoekers weten al lang dat de ITRDB-monsters het effect van het klimaat op gemiddelde bomen kunnen overschatten, maar had tot nu toe geen andere gegevens om te gebruiken. En, hoewel de bomen in de ITRDB een overschatting kunnen geven van hoe de gemiddelde bosboom zal reageren op de klimaatverandering in de 21e eeuw, die informatie is nog steeds waardevol, zei Evans.

"Die bomen zijn de kanaries in de kolenmijn - aan de rand van het bos zullen we het eerst de verandering zien, " ze zei.

Het onderzoeksartikel van Klesse, Evans en hun co-auteurs, "Sampling bias overschat de effecten van klimaatverandering op de bosgroei in het zuidwesten van de Verenigde Staten" werd gepubliceerd in Natuurcommunicatie op 17 december. Een lijst met co-auteurs staat onderaan deze release.

Het Amerikaanse ministerie van landbouw, het Amerikaanse Environmental Protection Agency en de Navajo Nation hebben het onderzoek gefinancierd.

De nieuwe verzameling bosinventarisatie- en analyseboomkernen dook op toen wetenschappers van het Amerikaanse Forest Service Rocky Mountain Research Station in Ogden, Utah, gingen van het ene gebouw naar het andere. De onderzoekers waren verrast toen ze een stel stoffige dozen vonden gevuld met boomkernen die nog nooit waren geanalyseerd.

De kernen waren in de jaren tachtig en negentig systematisch verzameld van bomen in de acht binnenlanden van het Amerikaanse westen. De kernen weerspiegelden de groei van individuele bomen die teruggaat tot de jaren 1920 en sommige zelfs eerder.

Co-auteurs R. Justin DeRose en John Shaw van het Amerikaanse Forest Service Rocky Mountain Research Station begonnen met het nauwgezette werk van het meten van jaarlijkse groeiringen vanaf de ongeveer 20, 000 kernen, elk van een specifieke boom. De twee wetenschappers schakelden Evans in en stuurden haar ongeveer 2, 000 kernen van bomen in Arizona. Haar onderzoeksteam, waaronder acht UA-studenten, begon in 2015 met het catalogiseren van die kernen en het vastleggen van de gegevens ervan.

De onderzoekers vroegen zich af wat de nieuwe jaarringrecords zouden kunnen onthullen over hoe klimaatverandering de groei van bosbomen in het zuidwesten in de tweede helft van de 21e eeuw zou beïnvloeden. Om dat uit te zoeken, ze concentreerden zich op records van gewone pinyon-den, Douglasspar en ponderosaden uit Utah, Colorado, Arizona en Nieuw-Mexico.

Klesse, die nu een postdoctoraal onderzoeker is aan het Zwitserse Federale Onderzoeksinstituut WSL in Zürich, vergeleek informatie van de nieuw geanalyseerde kernen van "Joe Schmoe" -bomen, plus extra boomringgroeirecords van 858 bomen in Arizona en New Mexico, met de records in de ITRDB.

Voor projecties van de neerslag en temperatuur in de regio in de 21e eeuw, hij gebruikte klimaatprojecties van een van de meest actuele klimaatmodellen, CMIP5 (Gekoppeld Model Intercomparison Project Fase 5).

Uit zijn analyse bleek dat de groei van de gewone bosbomen niet zo veel zou worden verminderd onder klimaatverandering als de bomen waarvan de gegevens zijn opgenomen in de ITRDB.

Toch, hij zei, "Als het klimaat warmer wordt, boomgroei zal afnemen."

Evans zei, "De bomen moeten alles aan wat ze krijgen in termen van klimaatomstandigheden. Als de temperaturen stijgen, moeten ze ermee omgaan - of niet."