Het Amazone-regenwoud is niet per se een plek die velen zouden associëren met een droogte, toch zullen langdurige droge perioden naar verwachting vaker en ernstiger worden als gevolg van klimaatverandering. De vraag is hoe deze droogtes het regenwoud gaan beïnvloeden, omdat het een grote invloed heeft op het mondiale klimaat en de toekomstige opwarming.

Een onderzoek onder leiding van Marielle Smith, een onderzoeksmedewerker in de bosbouwafdeling van de Michigan State University, en Scott Stark, assistent-professor bosbouw, onderzoekt de reactie van de Amazone op droogtes om beter te kunnen voorspellen hoe bosgroei en -fysiologie de boomdiversiteit zullen beïnvloeden en, uiteindelijk, het klimaat van de planeet.

Door de combinatie van natte bosstructuur en een sterk droog seizoen, het Tapajós National Forest in Brazilië kan een goede indicator zijn voor reacties op klimaatverandering, dat is wat onderzoekers naar de locatie leidde.

Om informatie te verzamelen en het regenwoud te monitoren, onderzoekers namen een gedetailleerd beeld van de structuur door over de grond te lopen met een lidar-instrument, een tool die ook wordt gebruikt in autonome voertuigen om terrein in kaart te brengen. De lidar produceerde informatie in tweedimensionale plakjes die beschrijven hoe het bladoppervlak is gestructureerd over hoogtes en micro-omgevingen die variëren in licht, temperatuur en vochtigheid.

"Dit is nuttig omdat de activiteit van een bos als geheel - de groei en uitwisseling van gas en energie met de atmosfeer - grotendeels wordt bepaald door hoe bladeren worden verdeeld in het mozaïek van omgevingen dat het bos zelf creëert, ' zei Smit.

In de loop van vier jaar werden in totaal 41 maandelijkse enquêtes gehouden, tussen 2010 en 2017, en omvatte drie niet-droogtejaren en één El Niño-droogtejaar.

"Door de lidar-lens, we hebben de structuur van een oostelijk Amazonewoud gedurende meerdere jaren onderzocht om te zien hoe het veranderde als reactie op seizoensgebonden waterstress en een sterke El Niño-droogte, ' zei Smit.

Het onderzoek leverde verrassende resultaten op.

Onderzoekers ontdekten dat het regenwoud de hoeveelheid bladeren in het hoogste bladerdak verhoogde tijdens droge seizoenen en droogte, ondanks rapporten van eerdere studies die vonden dat grote bomen kwetsbaarder waren voor droogte.

Eerdere satellietwaarnemingen van lidar hebben aangetoond dat wanneer bladhoeveelheden in het bovenste bladerdak omhoog gaan, de bedragen in het onderste bladerdak dalen, en vice versa, over de seizoenscyclus van het Amazonewoud. Dit kan te wijten zijn aan seizoensvariatie in de hoeveelheid schaduw die door de bovenste op de onderste luifel wordt aangebracht.

"Onze gegevens met een hogere resolutie stelden ons in staat om het bos te verdelen in zowel hoogte als lichte omgevingen, en onthulde iets complexers, ' zei Smit.

De verwachting was dat wanneer de hoeveelheid bladeren in hoge bomen tijdens het droge seizoen toeneemt, het eronder schaduwrijker wordt, en kleinere bomen verliezen daardoor een deel van hun bladeren. Echter, de gegevens toonden aan dat dat niet is wat er is gebeurd. In plaats daarvan, het waren de kleine bomen die in open gebieden stonden waar de schaduw laag was en het zonlicht hoog - bosgaten - die bladeren verloren. Bomen die in de schaduw stonden, verrassend genoeg, tegelijkertijd met de hoge bomen bladoppervlak toegevoegd. De trends waren hetzelfde als reactie op droogte.

"Het is belangrijk om te begrijpen dat droge perioden doorgaans zonniger zijn, Smith zei. "Hoge bomen die ook diepere wortels hebben, meer toegang tot water geven, kunnen profiteren van het toegenomen licht en hun kronen uitzetten. Kleine bomen met ondiepe wortels kunnen meer schade oplopen door hete, zonnige omstandigheden en trekken hun kronen samen of sterven. Kleine bomen in de schaduw, echter, kunnen profiteren van meer licht in de koeler, vochtiger understory."

Deze resultaten laten zien dat de reactie van een boom op droge perioden afhankelijk is van de omgevingsomstandigheden die worden opgelegd door de structuur van het regenwoud zelf, aldus de onderzoekers. De bevindingen komen nauw overeen met opkomende studies die aantonen dat vegetatie met een korte lengte, vooral in hete, omgevingen met veel licht, wordt het meest getroffen door watertekorten.

Tegelijkertijd, het onderzoek helpt een beeld te vormen van hoe micro-omgevingen in de bladerdaken, boom hoogten, seizoensgebondenheid en droogte komen samen om te bepalen welke bomen zullen winnen en verliezen in drogere klimaten. Dit is cruciaal voor het begrijpen van de toekomstige veerkracht van de Amazone tegen klimaatverandering, aldus de onderzoekers.

Het onderzoek is gepubliceerd in de Nieuwe fytoloog .