In plaats van bloeddruk, temperatuur, en hartslag, de vitale functies van een bos worden vastgelegd in belangrijke eigenschappen zoals de hoeveelheid stikstof in de bladeren van een boom, het bladgebied, of de dichtheid van het hout. Deze "functionele eigenschappen" kunnen van invloed zijn op hoe bomen groeien - en dus hoe bossen reageren op klimaatverandering. Terwijl onderzoekers de afgelopen decennia zijn begonnen deze patronen te ontrafelen, onvolledige gegevens hebben het moeilijk gemaakt om op een zinvolle manier te begrijpen wat er met bepaalde eigenschappen gebeurt, vooral als je naar het niveau van individuele bomen in een bos gaat.

Om deze belangrijke kennislacune te helpen opvullen, Daniel J. Wieczynski en Santa Fe Institute externe professor Van M. Savage, beide ecologen aan de Universiteit van Californië-Los Angeles, en hun medewerkers besloten om bestaande gegevens uit onderzoek naar eigenschappen van bosgemeenschappen te analyseren om te zien wat er op wereldschaal zou kunnen worden onthuld over deze verschuivingen.

"Een van de uitdagingen is dat je veel data nodig hebt om functionele diversiteit nauwkeurig te meten, ", zegt Wieczynski. "Dus ons idee was om de functionele gegevens die we beschikbaar hebben uit databases te halen en deze te koppelen aan lokaal verzamelde veldgegevens, evenals gegevens over de soortenrijkdom, om iets te zeggen over klimaat-biodiversiteit relaties dat we niet eerder konden zeggen."

Het team, waaronder ook de externe professor Brian Enquist van het Santa Fe Institute van de Universiteit van Arizona, gegevens verzameld van 421 boomgemeenschappen over de hele wereld, inclusief informatie van 55, 983 individuele bomen van 2, 701 soorten, en onderzocht een reeks "functionele eigenschappen" die de individuele groei beïnvloeden, zoals planthoogte, hout dichtheid, bladoppervlak, en de hoeveelheid koolstof, stikstof en fosfor in een blad. Om de klimatologische omstandigheden te bepalen waarin deze boomgemeenschappen leven, ze analyseerden ook de temperatuur, neerslag, windsnelheid en dampdruk in elk.

De studie - een van de eerste om te onderzoeken hoe het klimaat functionele eigenschappen in bosgemeenschappen op wereldwijde schaal beïnvloedt - vond bewijs van grote veranderingen in deze eigenschappen, die van invloed kunnen zijn op de productiviteit en samenstelling van bossen en zelfs op de manier waarop bossen over de hele wereld worden verspreid. En ze ontdekten dat het klimaat negen verschillende eigenschappen op verschillende manieren beïnvloedt:ze ontdekten dat het bladoppervlak het meest wordt beïnvloed door dampdruk en temperatuur, terwijl de hoogte voornamelijk wordt beïnvloed door temperatuurvariabiliteit. Tot verbazing van de auteurs twee klimatologische factoren in het bijzonder hadden een buitensporig effect op de diversiteit van eigenschappen in het algemeen:temperatuurvariabiliteit - niet alleen gemiddelde temperatuur - en dampdruk. Ze vonden ook bewijs dat bossen momenteel hun eigenschappen verschuiven als reactie op de opwarming van de aarde.

Wieczynski en Savage hopen dat het werk kan helpen de nauwkeurigheid te verbeteren van computermodellen die proberen te voorspellen hoe bossen in de toekomst op klimaatverandering zullen reageren. " Door een nauwkeuriger verband te berekenen tussen functionele diversiteit en klimaat, met behulp van de methoden die we hebben gebruikt, we zullen die veranderingen in de toekomst nauwkeuriger kunnen voorspellen met behulp van deze modellen, " zegt Wieczynski. "En hopelijk laat dit zien dat het belangrijk is om meer gegevens over eigenschappen in gemeenschappen te meten, of meer informatie op individueel niveau in gemeenschappen dan alleen informatie op soortniveau."

"Ik denk dat deze resultaten nuttig zullen zijn om de effecten van klimaatverandering op ecologische systemen te bepalen, "zegt Savage.

Dit is nog maar het begin om beter te begrijpen hoe klimaatverandering functionele eigenschappen in bosgemeenschappen beïnvloedt, Wieczynski voegt eraan toe. "De volgende stap is om nieuwe veldstudies te doen waarbij je de eigenschapswaarden voor meer individuen meet."