Tropische bosecosystemen zijn een belangrijk onderdeel van de wereldwijde koolstofcyclus omdat ze grote hoeveelheden CO . opnemen en opslaan ₂ . Het is, echter, onzeker hoeveel dit vermogen verschilt tussen bossen met een hoge versus een lage soortenrijkdom. Nieuw IIASA-onderzoek werpt licht op deze vraag, gericht op het verbeteren van voorspellingen van de sterkte van tropische ecosystemen als wereldwijde koolstofputten.

De auteurs van de nieuwe studie gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten onderzocht hoeveel soorten nodig zijn voor het functioneren van tropische ecosystemen en bijbehorende ecosysteemdiensten, inclusief koolstofvastlegging, om toekomstige klimaatveranderingen te voorspellen die van invloed zijn op de koolstofopslag van ecosystemen en die aldus verdere klimaatverandering kunnen veroorzaken door een grotere uitstoot van broeikasgassen. Het is belangrijk om realistische scenario's te construeren over hoe tropische ecosystemen functioneren om de huidige instandhoudings- en beheerstrategieën te verbeteren.

"We wilden weten hoeveel details we moeten weten om geldige aannames te doen in termen van de sterkte van tropische koolstofputten - met andere woorden, hoeveel koolstof wordt er eigenlijk vastgelegd door tropische vegetatie? In aanvulling, we wilden weten of biotische factoren, verschillen tussen plantensoorten, zijn verantwoordelijk voor het opvangen van meer of minder koolstof uit de atmosfeer, of als verschillen te wijten zijn aan abiotische, of lokale omgevingsfactoren zoals bodemeigenschappen die ook van invloed zijn op de sterkte van koolstofputten in tropische ecosystemen, " legt hoofdauteur Florian Hofhansl uit, een postdoc onderzoeker bij de IIASA Ecosystems Services and Management, en Evolutie en Ecologie Programma's.

Volgens de onderzoekers is algemeen wordt aangenomen dat meer diverse gemeenschappen beschikbare hulpbronnen efficiënter benutten vanwege niche-complementariteit en voorkeuren van bepaalde soorten voor specifieke omstandigheden. De resultaten laten zien dat in feite abiotische en biotische factoren werken met elkaar samen om te bepalen hoeveel koolstof door het ecosysteem kan worden opgeslagen op basis van de beschikbaarheid van andere hulpbronnen zoals water en nutriënten. Dit geeft aan dat er rekening moet worden gehouden met meerdere en onderling samenhangende factoren om te komen tot plausibele projecties van de toekomstige sterkte van de koolstofput van ecosystemen.

Een analyse op basis van statistische padmodellering bracht aan het licht dat naast klimatologische factoren zoals temperatuur en regenval, factoren zoals bodemtextuur en chemie zijn belangrijke controles als het gaat om de samenstelling van tropische plantengemeenschappen, omdat ze de beschikbaarheid van water en voedingsstoffen beïnvloeden.

In dit verband, de studie keek specifiek naar verschillen tussen bomen, handpalmen, en lianen (langstelige, houtachtige wijnstokken die bomen en andere planten gebruiken om naar het bladerdak te klimmen). Elk van deze groepen verschilt in de hoeveelheid koolstof die ze kunnen opslaan vanwege verschillen in hun ecologische strategie. Lianen zijn, bijvoorbeeld, relatief snelgroeiend en proberen het bladerdak te bereiken om bij het zonlicht te komen, maar sla niet zoveel koolstof op als een boomstam om dezelfde hoogte in het bladerdak te bereiken.

Palmen blijven meestal in het understory. De analyse toonde verder aan dat palmen overvloediger waren op bodems met een hoge bulkdichtheid en een lage beschikbaarheid van bodemfosfor, terwijl bepaalde boomsoorten werden aangetroffen op relatief minder dichte bodems met een hoge beschikbaarheid van grondwater, wat leidt tot verschillen in de samenstelling van de plantengemeenschap in het landschap. In aanvulling, sites met minder hulpbronnen bevatten minder diverse plantengemeenschappen dan die met een ruime toevoer van bodemwater en voedingsstoffen.

Traditionele grootschalige projecties van de effecten van wereldwijde verandering op tropische bossen, echter, negeren doorgaans de onderliggende factoren die leiden tot verschillen in de samenstelling van de plantengemeenschap, en als gevolg daarvan, de meeste van de momenteel toegepaste benaderingen slagen er niet in om cruciale ecosysteemprocessen weer te geven, zoals koolstofopslag in de vegetatie. Dit komt vooral omdat teledetectietechnieken doorgaans integreren over grote ruimtelijke gebieden, dus het gemiddelde van de lokale landschapsdiversiteit, terwijl vegetatiemodellen meestal de variabele respons van verschillende plantengemeenschappen op klimatologische factoren negeren. De auteurs zeggen dat hun onderzoeksresultaten kunnen worden gebruikt om de huidige vegetatiemodellen te verbeteren, waardoor wetenschappers projecties van het functioneren van tropische bosecosystemen kunnen verfijnen onder toekomstige klimaatveranderingsscenario's.

"We kunnen alleen tot de juiste conclusies komen en toekomstige projecties geven van hoeveel koolstof kan worden opgeslagen als we de complexiteit binnen ecologische systemen begrijpen en wat dit betekent voor atmosferische feedback, zoals de uitstoot van broeikasgassen die de opwarming van de aarde verder doen toenemen, ", zegt Hofhansl. "Onze analyses benadrukten dat het belangrijk is om kennis uit meerdere wetenschappelijke disciplines te kanaliseren, zoals plantkunde (het identificeren van soorten), plantenecologie (identificeren van functionele strategieën), en geologie (het identificeren van verschillen in bodemtypes). Dit alles zal bepalen hoeveel koolstof wordt vastgelegd door de vegetatie en hoeveel ervan in de atmosfeer zal blijven. waardoor het klimaatsysteem verder wordt opgewarmd, " concludeert hij.