Jonger, kleinere bomen die een groot deel van de oostelijke bossen van Noord-Amerika omvatten, hebben hun zaadproductie verhoogd onder klimaatverandering, maar ouder, grotere bomen die de bossen in een groot deel van het westen domineren, reageren minder goed, een nieuwe door Duke University geleide studie vindt.

Dalingen in de zaadproductie van deze bomen, of vruchtbaarheid, zou het vermogen van westerse bossen om te regenereren kunnen beperken als gevolg van de grootschalige achteruitgang in verband met stijgende temperaturen en toenemende droogte die nu in veel staten en provincies voorkomen.

Deze continentale kloof, voor het eerst gerapporteerd in de nieuwe studie, "zou de samenstelling en structuur van de 21e-eeuwse Noord-Amerikaanse bossen drastisch kunnen veranderen, " zei James S. Clark, Nicholas Distinguished Professor of Environmental Science aan Duke, die het onderzoek leidde.

Het kennen van de contrasterende reacties - en begrijpen waarom ze gebeuren - zal wetenschappers helpen toekomstige veranderingen in Noord-Amerikaanse bossen nauwkeuriger te voorspellen en instandhoudings- en beheerstrategieën te ontwikkelen om de veranderingen te verzachten, hij zei.

Onderzoekers van 48 instellingen werkten samen met Clark aan de peer-reviewed studie, die verschijnt op 23 februari in Natuurcommunicatie .

Vruchtbaarheid is een maatstaf voor het vermogen van bomen om te regenereren na afsterving en andere grootschalige verstoringen door zaden te verspreiden naar habitats waar hun kansen op toekomstige overleving gunstiger zijn. Het is een essentiële factor voor het bepalen van toekomstige bosreacties op klimaatverandering, maar zoals bij veel ecologische processen is het lawaaierig, zeer variabel en ongelooflijk moeilijk in te schatten.

Vruchtbaarheid verandert in de loop van de tijd, gebaseerd op veranderingen in de grootte van een boom, groeisnelheid of toegang tot licht, water en andere hulpbronnen, en wordt gedreven door twee indirecte klimaateffecten:de effecten van groei die afhankelijk zijn van het klimaat, en de effecten van het klimaat die afhankelijk zijn van de boomgrootte - waarmee momenteel geen rekening wordt gehouden in de modellen die worden gebruikt om toekomstige veranderingen te voorspellen.

"Het was het enige grote demografische proces dat de respons van bossen op klimaatverandering stimuleerde waarvoor we geen veldgebaseerde schattingen hadden, ' zei Clark.

Om dit probleem aan te pakken, hij ontwierp nieuwe statistische software waarmee hij tientallen jaren aan onbewerkte gegevens op grootte kon synthetiseren, groei, luifel verspreid, en toegang tot middelen voor bijna 100, 000 individuele bomen op onderzoekslocaties voor de lange termijn en experimentele bossen in Noord-Amerika. De ongefilterde onbewerkte gegevens onthulden wat eerdere meta-analyses op basis van gemiddelde metingen hadden gemist:op continentale schaal, vruchtbaarheid neemt toe naarmate een boom groter wordt, tot op zekere hoogte. En dan begint het af te nemen.

"Dit verklaart de kloof tussen oost en west. De meeste bomen in het oosten zijn jong, snel groeien en in een maatklasse terechtkomen waar de vruchtbaarheid toeneemt, dus elke indirecte impact van het klimaat die hun groei stimuleert, verhoogt ook hun zaadproductie, Clark zei. "We zien het tegenovergestelde gebeuren met de oudere, grotere bomen in het westen. In beide regio's staan ​​kleine en grote bomen, natuurlijk, maar de regio's verschillen genoeg in hun groottestructuur om op verschillende manieren te reageren.

"Nu we het begrijpen, in totaal, hoe dit allemaal werkt, de volgende stap is om het toe te passen op individuele soorten of opstanden en het op te nemen in de modellen die we gebruiken om toekomstige bosveranderingen te voorspellen, " hij zei.

De gegevens die in het onderzoek zijn gebruikt, zijn afkomstig van bomen in het meetnetwerk Mast Inference and Prediction (MASTIF), die meer dan 500 landelijke onderzoekslocaties voor de lange termijn omvat, inclusief percelen die ook onderdeel zijn van het Nationaal Ecologisch Observatie Netwerk (NEON).