Bossen zijn verwikkeld in een delicate, dodelijke dans met klimaatverandering, ze zuigen koolstofdioxide uit de lucht met miljarden bladrietjes en herbergen een overvloedige biodiversiteit, zolang klimaatverandering, met zijn droogtes, bosbranden en ecosysteemverschuivingen, hen niet doodt eerst.

In een studie gepubliceerd in Science , William Anderegg, inaugureel directeur van het Wilkes Center for Climate Science and Policy van de Universiteit van Utah, en collega's kwantificeren het risico voor bossen door klimaatverandering langs drie dimensies:koolstofopslag, biodiversiteit en bosverlies door verstoring, zoals brand of droogte. De resultaten laten zien dat bossen in sommige regio's duidelijke en consistente risico's ervaren. In andere regio's is het risicoprofiel minder duidelijk, omdat verschillende benaderingen die rekening houden met uiteenlopende aspecten van klimaatrisico uiteenlopende antwoorden opleveren.

"Grote onzekerheid in de meeste regio's benadrukt dat er veel meer wetenschappelijk onderzoek is dat dringend nodig is", zegt Anderegg.

Een internationaal team

Anderegg stelde een team samen met onderzoekers uit het Verenigd Koninkrijk, Duitsland, Portugal en Zweden.

"Ik had een aantal van deze mensen eerder ontmoet", zegt hij, "en had veel van hun kranten gelezen. Bij het uitvoeren van een grote, synthetische analyse als deze, nam ik contact met hen op om te vragen of ze betrokken wilden zijn bij een globale analyse en hun expertise en gegevens."

Hun taak was formidabel:het beoordelen van klimaatrisico's voor de bossen in de wereld, die continenten en klimaten overspannen en een enorme biodiversiteit herbergen terwijl een enorme hoeveelheid koolstof wordt opgeslagen. Onderzoekers hadden eerder geprobeerd risico's voor bossen te kwantificeren met behulp van vegetatiemodellen, relaties tussen klimaat en bosattributen en klimaateffecten op bosverlies.

"Deze benaderingen hebben verschillende inherente sterke en zwakke punten", schrijft het team, "maar een synthese van benaderingen op wereldwijde schaal ontbreekt." Elk van de vorige benaderingen onderzocht één dimensie van klimaatrisico:koolstofopslag, biodiversiteit en risico op bosverlies. Voor hun nieuwe analyse ging het team achter alle drie aan.

Drie dimensies van risico

"Deze risicodimensies zijn allemaal belangrijk en in veel gevallen complementair. Ze omvatten verschillende aspecten van de veerkracht of kwetsbaarheid van bossen", zegt Anderegg.

Koolstofopslag: Bossen absorberen ongeveer een kwart van de koolstofdioxide die in de atmosfeer wordt uitgestoten, dus spelen ze een uiterst belangrijke rol bij het beschermen van de planeet tegen de effecten van stijgende koolstofdioxide in de atmosfeer. Het team maakte gebruik van de output van tientallen verschillende klimaatmodellen en vegetatiemodellen die simuleerden hoe verschillende soorten planten en bomen op verschillende klimaten reageren. Vervolgens vergeleken ze het recente klimaat in het verleden (1995-2014) met het einde van de 21e eeuw (2081-2100) in scenario's van zowel hoge als lage koolstofemissies.

Gemiddeld lieten de modellen tegen het einde van de eeuw wereldwijde winst in koolstofopslag zien, zij het met grote onenigheid en onzekerheid over de verschillende klimaat-vegetatiemodellen. Maar door in te zoomen op regionale bossen en rekening te houden met modellen die koolstofverlies en veranderingen in vegetatie voorspellen, vonden de onderzoekers een hoger risico op koolstofverlies in zuidelijke boreale (net ten zuiden van de Arctische) bossen en de drogere regio's van de Amazone en de Afrikaanse tropen.

Biodiversiteit: Het is niet verwonderlijk dat de onderzoekers ontdekten dat het grootste risico dat ecosystemen door klimaatverandering van de ene "levenszone" naar de andere verschuiven, te vinden was aan de huidige grenzen van biomen, bijvoorbeeld bij de huidige overgang tussen gematigde en boreale bossen. De modellen waarop de onderzoekers werkten beschreven veranderingen in ecosystemen als geheel en niet in soorten afzonderlijk, maar de resultaten suggereerden dat bossen in de boreale regio's en het westen van Noord-Amerika het grootste risico liepen op verlies van biodiversiteit.

Verstoring: Ten slotte keken de auteurs naar het risico van "stand-vervangende verstoringen", of gebeurtenissen zoals droogte, brand of insectenschade die delen van het bos zouden kunnen wegvagen. Met behulp van satellietgegevens en observaties van stand-vervangende storingen tussen 2002 en 2014, voorspellen de onderzoekers vervolgens de toekomst met behulp van verwachte toekomstige temperaturen en neerslag om te zien hoe veel frequenter deze gebeurtenissen kunnen worden. De boreale bossen lopen onder deze omstandigheden opnieuw een hoog risico, evenals de tropen.

"Bossen slaan een enorme hoeveelheid koolstof op en vertragen het tempo van klimaatverandering", zegt Anderegg. "Ze herbergen de overgrote meerderheid van de biodiversiteit op aarde. En ze kunnen behoorlijk kwetsbaar zijn voor verstoringen zoals ernstige brand of droogte. Het is dus belangrijk om elk van deze aspecten en dimensies in overweging te nemen bij het nadenken over de toekomst van de bossen op aarde in een snel veranderend klimaat. "

Toekomstige behoeften

Anderegg was verrast dat de ruimtelijke patronen met een hoog risico niet meer overlapten in de verschillende dimensies. "Ze leggen verschillende aspecten van de reacties van bossen vast," zegt hij, "zodat ze waarschijnlijk niet identiek zouden zijn, maar ik verwachtte wel een aantal vergelijkbare patronen en correlaties."

Modellen kunnen alleen zo goed zijn als de basis van wetenschappelijk inzicht en gegevens waarop ze zijn gebouwd en deze studie, schrijven de onderzoekers, legt significante kennis en gegevenshiaten bloot die kunnen bijdragen aan de inconsistente resultaten. Globale modellen van biodiversiteit houden bijvoorbeeld geen rekening met de dynamiek van groei en sterfte, of de effecten van stijgende CO₂ direct op soorten. En modellen van bosverstoring houden geen rekening met hergroei of soortwisseling.

"Als bossen worden aangeboord om een ​​belangrijke rol te spelen bij klimaatmitigatie", schrijven de auteurs, "is er een enorme wetenschappelijke inspanning nodig om beter te kunnen bepalen wanneer en waar bossen bestand zullen zijn tegen klimaatverandering in de 21e eeuw."

De belangrijkste volgende stappen, zegt Anderegg, zijn het verbeteren van modellen van bosverstoring, het bestuderen van de veerkracht van bossen na verstoring en het verbeteren van grootschalige ecosysteemmodellen.

Het onlangs gelanceerde Wilkes Center for Climate Science and Policy aan de University of Utah heeft tot doel geavanceerde wetenschap en hulpmiddelen te bieden voor besluitvormers in de VS en over de hele wereld. Voor deze studie bouwden de auteurs een visualisatietool van de resultaten voor belanghebbenden en besluitvormers.

Ondanks onzekerheid in de resultaten, lijkt het westen van Noord-Amerika een constant hoog risico voor bossen te hebben. Om deze bossen te behouden, zegt hij, is actie nodig.

"Eerst moeten we ons realiseren dat hoe sneller we klimaatverandering aanpakken, hoe lager de risico's in het Westen zullen zijn", zegt Anderegg. "Ten tweede kunnen we beginnen plannen te maken voor het vergroten van risico's en bossen beheren om risico's, zoals branden, te verminderen." + Verder verkennen

Klimaatverandering verhoogt risico op boomsterfte