Beleggers die inzetten op het behoud en de herbebossing van tropische bossen om de opwarming van de aarde op te lossen door koolstof op te slaan in hout, worden geconfronteerd met enorme onzekerheden omdat de wetenschap achter het voorspellen van koolstofvoorraden nog steeds wankel is. Zelfs de beste Earth Systems-modellen kunnen niet voorspellen hoe de koolstof die wordt opgeslagen door tropische bossen van plaats tot plaats varieert. De Nieuwe fytoloog nodigt wetenschappers uit om de "meest opwindende, baanbrekend onderzoek" om actuele onderwerpen te beoordelen op een manier die niet-wetenschappers kunnen begrijpen. Helene Muller-Landau, stafwetenschapper van het Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) werd gekozen om de gezaghebbende Tansley Review van koolstofboekhouding in de tropen te schrijven.

Ze werkte samen met Kristina Anderson-Teixeira, ook een STRI-stafwetenschapper bij STRI's Center for Tropical Forest Science-Forest Global Earth Observatory (Smithsonian ForestGEO), postdoctorale fellows van Columbia University en Princeton University, en twee STRI-stagiairs om tientallen onderzoeken te doorzoeken om patronen te synthetiseren van hoe de productiviteit van tropische bossen en koolstofopslag over de hele wereld varieert. Ze concluderen dat warme, natte tropische bossen met matig vruchtbare bodems slaan meer koolstof op.

"Ecologen bestuderen al meer dan honderd jaar tropische bossen, zei Müller-Landau, "maar de meeste studies richten zich op een enkel bostype of een enkele regio, waardoor het moeilijk is om het grote plaatje te zien van hoe koolstof door bossen stroomt. We misten een synthese van hoe tropische bossen variëren met het klimaat, bodems, en verstoringsregime, en van wat we weten over de mechanismen die aan deze variatie ten grondslag liggen."

De auteurs verzamelden studies uit tropische bossen over de hele wereld die variabelen zoals koolstofvoorraden, bosproductiviteit en koolstofverblijftijd op acht of meer locaties die verschillen in temperatuur, neerslag, verhoging, en/of bodemvruchtbaarheid. STRI-stagiaires Eva Arroyo en Bogumila Backiel droegen bij aan de literatuurstudie en analyses.

KC Cushman, een postdoctoraal onderzoeker met financiering van de Next Generation Ecosystem Experiments-Tropics, Amerikaanse ministerie van Energie, Bureau van Wetenschap, Office of Biological and Environmental Research bepaalde de geografische locatie van elke studie en verkreeg klimaatinformatie voor elke locatie uit de wereldwijde CHELSA-klimaatdatasets, zodat het team de reeksen klimaatvariabelen voor alle studies kon evalueren.

"Een van de uitdagingen is dat de oudere studies koolstof niet schatten of resultaten rapporteren in termen van koolstof, " zei Cushman. "Maar ze rapporteren vaak andere hoeveelheden die redelijk goede proxy's zijn; bijvoorbeeld, de hoogte van het bladerdak is een goede voorspeller van de koolstofvoorraden in bossen."

Er ontstonden enkele grote afhaalrestaurants:in natte tropische bossen, bomen groeien sneller en slaan meer koolstof op dan in drogere bossen. Laaggelegen bossen zijn groter en slaan meer koolstof op dan hooggelegen bossen.

En als de bodem vruchtbaarder is, bomen zijn productiever, welke zou, terwijl al het andere gelijk is, zal naar verwachting leiden tot grotere koolstofvoorraden. Maar als de bodem vruchtbaarder is, bomen sterven ook sneller af, die, op zichzelf, zou leiden tot afnemende koolstofvoorraden met een hogere vruchtbaarheid. Maar als je die twee dingen samenvoegt, koolstofvoorraden zouden het grootst moeten zijn bij tussenliggende vruchtbaarheid, wat zou verklaren waarom eerdere studies het er niet over eens zijn of koolstofvoorraden toenemen of afnemen met de bodemvruchtbaarheid.

Een ander groot voordeel is dat er weinig bekend is over boomsterfte, ook al is het essentieel voor het voorspellen van koolstofvoorraden. In gebieden waar het bos vaker wordt verstoord, of de boomsterfte om andere redenen hoger is, minder koolstof wordt opgeslagen als biomassa, en het stroomt sneller door het systeem.

Hoewel de patronen van koolstofopslag in tropische bossen van plaats tot plaats verschillen, de algemene patronen zijn verrassend consistent. Afrikaanse en Aziatische tropische bossen hebben een hogere biomassa in gebieden waar het klimaat vergelijkbaar is met dat in Amerikaanse bossen, bijvoorbeeld. Zeker, er zijn belangrijke uitzonderingen op de regels, bijvoorbeeld, sommige hooggelegen bossen bevatten een zeer hoge biomassa. Maar de uitzonderingen helpen onderzoekers om de algemene mechanismen te identificeren die aan deze patronen ten grondslag liggen.

Toen ze de recensie begon, Muller-Landau raadpleegde de klassieke tekst Tropical Forest Ecology van voormalig STRI-stafwetenschapper Egbert Leigh, voor een samenvatting van algemeen begrip vóór haar synthese. Leigh merkte op dat droge bossen (die met droge seizoenen van 5 of meer maanden) een lagere productiviteit en biomassa hadden, maar beschouwde alle andere laaglandbossen, inclusief die met kortere droge seizoenen en altijd natte bossen, vergelijkbare bladproductiviteit hebben, sterfte en biomassa. Haar nieuwe synthese laat zien dat, in feite, er is veel variatie tussen deze bossen, en dat deze variatie wordt gestructureerd door klimaat en bodem, met in grote lijnen consistente relaties tussen regio's.

"Deze synthese verruimt enorm ons gevoel van hoe bovengrondse koolstofvoorraden variëren met het klimaat en de bodemvruchtbaarheid, " Leigh zei toen hem werd gevraagd om commentaar te geven, "en maakt het veel gemakkelijker om vragen te stellen over de oorzaken van deze relaties."