Een internationale samenwerking van honderden wetenschappers - gedeeltelijk geleid door het Forest Advanced Computing and Artificial Intelligence (FACAI) Laboratory in Purdue's Department of Forestry and Natural Resources - heeft 's werelds eerste wereldwijde kaart van boomsymbiose ontwikkeld. De kaart is essentieel om te begrijpen hoe bossen veranderen en welke rol het klimaat daarbij speelt.

De bevindingen, vandaag gemeld in het journaal Natuur , komen van het Global Forest Biodiversity Initiative (GFBI), een consortium van boswetenschappers en beoefenaars waarvan het FACAI Lab een belangrijk knooppunt en mondiaal centrum is. Jingjing Liang, een universitair docent kwantitatieve bosecologie aan de Purdue University, is co-promotor van het FACAI Lab, coördinator en medeoprichter van de GFBI en mede-hoofdauteur van het artikel. Mo Zhou, een Purdue-assistent-professor boseconomie en -beheer, is een senior auteur van het artikel, co-promotor van het FACAI-lab en hoofdeconoom van de GFBI.

Het FACAI-lab van Purdue maakt gebruik van kunstmatige intelligentie en machine learning om wereldwijde, regionaal en lokaal bosbeheer en behoud van biodiversiteit. Voor dit onderzoek is FACAI verzamelde gegevens over de overvloed aan soorten van 55 miljoen boomrecords in 1,2 miljoen bosmonsterplots verspreid over 110 landen. De organisatie van de gegevens was een integraal onderdeel van de ontwikkeling van de wereldkaart.

"De kaart en de onderliggende wereldwijde bosinventarisatiedatabase zullen dienen als basis voor onderzoek naar de milieueffecten van bosveranderingen, biologisch behoud en bosbeheer, ' zei Liang.

De kaart identificeert de soorten mycorrhiza-schimmels die zijn geassocieerd met bomen in een bepaald bos. Deze schimmels hechten zich vast aan boomwortels, uitbreiding van het vermogen van een boom om water en voedingsstoffen te bereiken, terwijl de boom koolstof levert die nodig is voor het overleven van de schimmels. De twee meest voorkomende soorten mycorrhizae zijn arbusculaire, die in de weefsels van boomwortels groeien en worden geassocieerd met boomsoorten zoals esdoorn, essen en gele populier, en ectomycorrhiza, die aan de buitenkant van de wortels leven en worden geassocieerd met boomsoorten zoals dennen, eik, hickory en beuk.

Die associaties zijn belangrijk omdat de mycorrhizae invloed hebben op het vermogen van de bomen om toegang te krijgen tot voedingsstoffen, koolstof vast te leggen en de effecten van klimaatverandering te weerstaan.

"Bossen beheren voor het tegengaan van klimaatverandering en duurzame ontwikkeling, daarom, moet veel verder gaan dan het beheren van alleen bomen, ' zei Zhou.

De auteurs ontdekten dat het klimaat de belangrijkste factor is die de verspreiding van mycorrhiza's beïnvloedt. Een opwarmend klimaat vermindert de overvloed aan ectomycorrhiza-boomsoorten met maar liefst 10 procent. Die verandering verandert de ecologische en economische voetafdruk van bossen, vooral langs de boreaal-gematigde ecotone, de grensgebieden tussen kouder en warmer bos. Verliezen aan ectomycorrhiza-soorten hebben gevolgen voor de klimaatverandering, aangezien deze schimmels de hoeveelheid koolstof die in de bodem wordt opgeslagen, vergroten.

"Het kennen van de soortensamenstelling in het bosrijke gebied over de hele wereld is een belangrijk begin, " Liang zei. "Er zijn veel fundamentele en sociaaleconomische vragen die we nu kunnen beantwoorden met GFBI-gegevens en geavanceerde machine learning-technieken."

Het FACAI-lab ontwikkelt momenteel samenwerkingen om vragen over ecologie en economie te onderzoeken, inclusief zelflerende bosmodellen, innovatieve benaderingen voor de waardering van biodiversiteit, het lokaliseren van onbekende bosbronnen en verkenning van de ruimte.