Omdat klimaatopwarming zorgt voor langere brandseizoenen en meer ernstige branden in het Noord-Amerikaanse boreale bos, kunnen berekenen hoeveel koolstof elk vuur verbrandt, wordt urgenter. Nieuw onderzoek geleid door Northern Arizona University en deze week gepubliceerd in Natuur Klimaatverandering suggereert dat hoeveel koolstofverbranding meer afhangt van beschikbare brandstoffen dan van brandweer zoals droogte, temperatuur, of regen. In een groot retrospectief onderzoek dat zich uitstrekte over Canada en Alaska, het internationale team van onderzoekers ontdekte dat de koolstof die ondergronds is opgeslagen in de organische stof in de bodem de belangrijkste voorspeller was van hoeveel koolstof een brand zal afgeven.

Het team onderzocht de diverse bosomstandigheden van de uitgestrekte Western Boreal door veldgegevens te analyseren die tussen 2004-2015 zijn verzameld op 417 brandplekken in zes ecoregio's in Canada en Alaska. Ze ontdekten dat de hoeveelheid koolstof opgeslagen in de bodem de grootste voorspeller was van hoeveel koolstof zou verbranden, en dat bodemvocht ook significant was bij het voorspellen van koolstofafgifte.

"In deze noordelijke bossen, bodem, geen bomen, kan tot 90 procent van de CO2-uitstoot voor hun rekening nemen, dus we verwachtten dat deze organische bodems een belangrijke aanjager zouden zijn, " zei hoofdauteur Xanthe Walker van het Center for Ecosystem Science and Society aan de Northern Arizona University. "Maar we waren verrast dat brandweer en de tijd van het jaar dat een brand begint slechte indicatoren bleken te zijn voor koolstofverbranding. Het gaat echt om de brandstoffen die er zijn als er brand ontstaat."

Dat is een cruciale bevinding, sinds brandweer, zoals gemeten door een brandweerindex, is een van de belangrijkste instrumenten die wetenschappers en brandweermanagers momenteel gebruiken om de koolstofemissies in deze boreale bossen te modelleren. Deze studie suggereert dat brandstoffen een groter onderdeel van die modellen zouden moeten zijn. "Als we denken aan klimaatverandering en bosbranden, we denken vaak instinctief aan extreme weersomstandigheden, " zei Marc-André Parisien, een onderzoekswetenschapper bij de Canadian Forest Service en co-auteur van de studie. "Maar onze studie laat zien dat vegetatie er ook toe doet - heel veel! Het voorspellen van toekomstige vegetatie is een harde noot om te kraken, maar deze studie benadrukt de noodzaak om het te blijven afschaffen."

De vegetatiepatronen die ze ontdekten waren complex:bodemvocht, samenstelling van boomsoorten, en stand-leeftijd op het moment van brand hebben allemaal een wisselwerking gehad om de verbrandingshoeveelheden te voorspellen. Bijvoorbeeld, licht ontvlambare zwarte spar was over het algemeen een voorspeller van koolstofverbranding, en de aanwezigheid van deze soort nam toe met de vochtigheid van de locatie en de ouderdom op het moment van brand. Maar dergelijke interacties zullen waarschijnlijk veranderen met het klimaat. Bijvoorbeeld, naarmate het klimaat warmer wordt en de brandintervallen korter worden, zwarte sparren worden vervangen door loofbomen en vijgenbomen, die groeien op ondiepere gronden die minder koolstof afgeven bij branden. De resolutie op locatieniveau van het onderzoek stelde de onderzoekers in staat om een ​​dergelijke dynamiek vast te leggen in koolstofverbrandingspatronen, en biedt aanwijzingen over de manier waarop ze in de toekomst kunnen veranderen.

"We moeten echt voorbij de misvatting van het boreale bos als een eentonig stuk bos gaan, zei Sander Veraverbeke, assistent-professor aan de Vrije Universiteit Amsterdam en co-auteur van de studie. "Hoewel er maar een paar boomsoorten voorkomen in het boreale bos, de diversiteit in ecosysteemstructuur, bos leeftijd, topografie, het voorkomen van veengebieden en permafrost-omstandigheden is enorm, en ons artikel laat zien dat deze kenmerken de koolstofemissies van boreale branden dicteren. Het goede nieuws is dat we aspecten van deze kleinschalige ecosysteemvariatie in kaart kunnen brengen met de huidige tools van NASA en andere ruimteagentschappen. Nu moeten we dit op continentale schaal doen."

Het detailniveau dat deze studie heeft vastgelegd, biedt modelbouwers een kader om meer vragen te stellen over koolstof, zei Michelle Mack, senior auteur van de studie en hoogleraar biologie aan de Northern Arizona University. "Vroeger, brandmodellen hebben zich gericht op brandgedrag, geen koolstofemissies, Mack zei. "Het is pas in het laatste decennium of zo dat we een wereldwijde inspanning hebben gezien om te kwantificeren hoeveel koolstof deze branden vrijgeven. We hopen dat onze observaties over brandstoffen de modellen zullen informeren terwijl we werken om het emissietraject van het boreale bos beter te begrijpen."

Parisien was het daarmee eens. "We komen erachter dat de feedback van brandvegetatie veel sterker is dan we dachten dat ze een paar jaar geleden waren, "zei hij. "Natuurlijk, we zullen nooit in staat zijn om het hele uitgestrekte boreale bioom te beheren - en dat zouden we ook niet moeten willen - maar dit helpt ons te weten welke gerichte acties, zoals brandbestrijding of het aanpassen van bosvegetatie, we kunnen nemen om het koolstofverlies te beperken."