Het vermogen van een bos om koolstof op te slaan hangt sterk af van het onderliggende gesteente, volgens Penn State-onderzoekers die bosproductiviteit bestudeerden, samenstelling en bijbehorende fysieke kenmerken van rotsen in de Appalachian Ridge en Valley Region van Pennsylvania.

De resultaten hebben implicaties voor bosbeheer, onderzoekers suggereren, omdat bossen die op schaliegesteente groeien 25% meer leven opslaan, bovengrondse koolstof en sneller groeien, die elk jaar ongeveer 55% meer koolstof opnemen dan bossen die op zandsteenbodems groeien.

De bevindingen tonen aan dat bossen in deze regio onder schalie meer ecosysteemdiensten leveren, zoals de opname van koolstof en biodiversiteit, verklaarde onderzoeker Margot Kaye, universitair hoofddocent bosecologie aan het College of Agricultural Sciences. Ook, schaliebossen vormen een kleiner deel van het landschap en zouden een hoge prioriteit moeten hebben voor beheer of behoud.

"Als bossen groeien en reageren op opwarming, verschuivingen in neerslag en invasieve soorten, beheerders zullen baat hebben bij het opnemen van lithologische invloeden en overwegingen over bossamenstelling en productiviteit, "zei ze. "Bijvoorbeeld, het behoud van bossen die groeien op schalie met een grotere soortenrijkdom zal waarschijnlijk leiden tot bossen die bestand zijn tegen stressoren en krachtiger kunnen groeien."

Bosbeheerders - die zich nu het verschil in productiviteit realiseren - kunnen zich richten op bossen die over schalie groeien voor behoud en koolstofvastlegging, Ka zegt. In tegenstelling tot, ze kunnen besluiten dat bossen die over zandsteen groeien, beter geschikt zijn voor het beheer of recreatie van leefgebieden van wilde dieren.

Om tot hun conclusies te komen, onderzoekers analyseerden bosinventarisatiegegevens van 565 percelen op staatsbos en wildland beheerd door het Pennsylvania Department of Conservation and Natural Resources en de State Game Commission in de Appalachian Ridge and Valley Region. Ze gebruikten een reeks van GIS afgeleide landschapsstatistieken, inclusief klimaatmetingen, topografie en bodemfysische eigenschappen, om de drijvende krachten achter de koolstofdynamiek van levende bossen in relatie tot gesteente te identificeren.

Die bospercelen bevatten meer dan 23, 000 bomen, variërend van 20 tot 200 jaar oud, waarvan de meesten 81 tot 120 jaar oud zijn, volgens de meest recente beschikbare bosinventarisatiegegevens. In de onderzoeksdataset 381 percelen waren op zandsteenbodem en 184 op schalie - een vergelijkbare verhouding tot de hoeveelheid openbare grond in Pennsylvania op elk gesteentetype in de Ridge and Valley Region. Er zijn 812, 964 acres bos op zandsteen en 262, 025 hectare bos op schalie in de regio.

"Dat is een eye-openend nummer, " zei hoofdonderzoeker Warren Reed, een doctoraatsstudent ecologie.

Terwijl bossen, die onder zowel leisteen als zandsteen lagen, gedomineerd werden door eiken, de boomgemeenschappen zijn heel verschillend, merkte Reed op. Noordelijke rode eik is dominanter op leisteen, en kastanje eiken domineert op zandsteen. De meeste soorten in het bos zijn productiever op schalie, en de diversiteit aan boomsoorten is groter op locaties op schaliegesteente.

Bossen groeien sneller over schaliegesteente dan zandsteengesteente vanwege bodemkenmerken die over het algemeen water meer beschikbaar maken voor bomen, Reed veronderstelde. Gedurende miljoenen jaren, gesteente breekt af, wordt moedermateriaal en bodems ontwikkelen zich. Door de samenstelling van de gesteenten, schalie valt uiteen in bodems met een fijnere textuur dan zandsteen, wat grover is.

Bossen boven leisteen die op fijnere bodems groeien, hebben doorgaans betere toegang tot water tijdens het groeiseizoen.

"We zien dit over het landschap, bosproductiviteit is dus indirect gerelateerd aan gesteente, " zei Reed. "Eiken die op zandsteen groeien, zijn gevoeliger voor het jaarlijkse klimaat en de beschikbaarheid van water - of anders gezegd, eikengroei op zandsteen wordt meer beperkt door water dan op schalie."

De bevindingen van het onderzoek, onlangs gepubliceerd in Bosecologie en -beheer , zijn spannend, Reed merkte op, omdat de informatie over het onderliggende type gesteente direct beschikbaar was, maar voorheen niet werd gebruikt om bosgroei te begrijpen. Kaarten met de locaties van soorten gesteente bestaan ​​al tientallen jaren. Maar de omvang van de bosverschillen als gevolg van gesteente is nogal verrassend, hij zei.

Het concept van geologische invloeden op bosgroei zal vooral waardevol zijn in Pennsylvania, Riet zei, omdat het een belangrijke producent is van hardhout, en de staat heeft zoveel bos dat groeit op zijn deel van de Appalachian Ridge and Valley Region. The Ridge and Valley is een groot deel van de beboste Appalachian Mountains, dus deze regels zouden binnen dat landschap moeten gelden van het zuiden van New York tot het noorden van Georgië.

"Het vastleggen van koolstof in bossen is een van de vele op de natuur gebaseerde oplossingen die we hebben om de wereldwijde klimaatverandering te bestrijden, " zei hij. "Ik geloof dat dit een ecosysteemdienst is die aan kracht zal blijven winnen en uiteindelijk een grotere marktwaarde zal krijgen."