Boomringen vertellen het verhaal van wat er fysiologisch gebeurt, aangezien brandbestrijding bossen dichter maakt en minder tolerant ten opzichte van droogte, ongedierte en bosbranden, nieuw onderzoek laat zien.

Wetenschappers van de Oregon State University en de Utah State University bestudeerden 2, 800 hectare gemengd naaldbos in centraal Oregon, met veel van de ponderosa-dennen in het studiegebied die honderden jaren vóór 1910 dateren, toen het blussen van bosbranden federaal beleid werd.

Andere bomen in de omgeving, waar de brandgeschiedenis uitgebreid is bestudeerd, waren jonger, relatief vuur- en droogte-intolerante sparren.

De bevindingen, gepubliceerd in Global Change Biologie , geven aan dat naarmate de bomen in de afgelopen eeuw dikker werden, bomen werden gedwongen om geleidelijk meer van de zwaardere stabiele isotoop van koolstof te gebruiken voor fotosynthese, indicatief voor toenemende droogtestress omdat ze de doorgang van gassen in hun bladeren beperkten.

Het onderzoek suggereert ook dat stijgende kooldioxidegehaltes - atmosferische CO2 is met 40 procent toegenomen sinds het begin van het industriële tijdperk - bomen niet kunnen helpen de effecten te overwinnen van bossen die dichter zijn geworden zonder branden.

"We wilden het traject van gevoeligheid voor droogtestress documenteren als reactie op geleidelijk toenemende brandtekorten, en de drempelwaarde van standbezetting waar afnemende weerstand en weerbaarheid tegen droogtestress, schorskevers en bosbranden begonnen, " zei co-auteur Christopher Still van het OSU College of Forestry. "Dit was een kruising van brandecologie en fysiologische ecologie - twee gebieden die elkaar niet zo vaak ontmoeten als zou moeten."

vóór 1910, frequente, lichte oppervlaktebranden speelden een sleutelrol bij het in stand houden van de bossen van de droge berggebieden in het westen van de Verenigde Staten. In de decennia daarna, de brandtekorten die het gevolg waren van het federale beleid - in combinatie met begrazing, houtkap en veranderingen in landgebruik - hebben grote structurele verschuivingen veroorzaakt in oudere bossen, aangezien schaduwtolerante en vuurintolerante soorten hun intrede hebben gedaan.

In dezelfde periode, de concentraties kooldioxide in de atmosfeer zijn niet alleen gestegen, maar doen dit ook in een steeds hoger tempo; de hogere CO2-concentraties hebben een effect op de bladgasuitwisseling - de processen waardoor bomen zuurstof verkrijgen voor ademhaling en koolstofdioxide voor fotosynthese.

"We weten al lang dat brandbestrijding heeft geleid tot dichtbevolkte bossen, wat meer concurrentie om middelen betekent, " zei Andrew Merschel, afgestudeerde student van het College of Forestry, een andere studie co-auteur. "We weten dat daardoor, bomen zijn gevoeliger voor droogte, wat logisch is:er komt minder water diep onder de grond en meer bomen pompen het eruit. Ons onderzoek laat op fysiologische wijze zien wat er aan de hand is. We dachten dat er signalen zouden zijn in de jaarringen, en er zijn."

Een boom voegt een ring toe voor elk groeijaar, en in een naaldboom bestaat de ring uit een lichter gekleurd "vroeg hout" gedeelte en een donkerder gekleurd "laat hout" onderdeel.

Ringgroottevariatie weerspiegelt temperatuur en neerslag op het moment dat de groei plaatsvond. En de chemie van elke ring vertelt ook een verhaal, inclusief of een boom meer van de lichtere koolstof-12 isotoop kan gebruiken die hij verkiest, of moest ook relatief meer van de zwaardere koolstof-13-isotoop gebruiken voor fotosynthese.

Gegevens over koolstofisotopen in boomringen hebben ook aangetoond dat bomen op droogte reageren door efficiënter met water om te gaan.

Wat niet bekend was, Hoewel, was of een verhoging van de efficiëntie van het watergebruik, versterkt door stijgende CO2-concentraties, waren voldoende om de toegenomen droogtestress als gevolg van een recente ingroeipuls van jongere, vuurbestendige bomen.

"Verhoogde boomdichtheid lijkt op te wegen tegen de voordelen van kooldioxidebemesting, '" zei Merschel. "Het is niet per se slecht als jonger, droogtegevoelige bomen die zijn ontstaan ​​sinds branduitsluiting, sterven omdat dat overeenkomt met de manier waarop deze bossen er vroeger uitzagen:meer open, waardoor ponderosapijnboom 600 jaar oud kan worden. Minder bomen en minder concurrentie zorgen ervoor dat de oude, brandwerende bomen die eeuwen van droogte hebben overleefd, insecten, en vuur om te blijven bestaan ​​als de structurele ruggengraat van droge bossen."

Hoofdauteur Steven Voelker van de Utah State University merkt op dat de droogtegevoeligheid van bossen in de droge berggebieden van de Pacific Northwest kan worden verergerd als klimaatverandering de lengte van het sneeuwvrije seizoen verlengt.

"Recent onderzoek van OSU en andere instellingen toont ook aan dat dichtere bossen de sneeuwlaag in het noordwesten verminderen, "Zei Voelker. "We kunnen niet precies voorspellen hoe al deze factoren die van invloed zijn op bossen in de toekomst op elkaar inwerken, maar het is zeker dat bossen met een lagere dichtheid meer sneeuw en minder droogtestress zullen hebben."

En zonder "grote veranderingen in beleid en beheer gericht op het verminderen van standdichtheden, "Veel bossen in centraal Oregon zullen een drempel overschrijden waardoor ze minder bestand zijn tegen droogte en minder bestand zijn tegen bosbranden en uitbraken van schorskevers, hij zei.

Toekomstig werk van deze onderzoeksgroep zal de isotopenanalyses van boomringen uitbreiden naar verschillende gebieden van Oregon en andere delen van het westen van de Verenigde Staten om het effect te beoordelen van de toegenomen concurrentie tussen naaldbossen waar het droger en heter kan zijn - en daardoor een meer uitgebreide hoe de veerkracht van bossen is veranderd door brandbestrijding.