"Plant een boom" lijkt tegenwoordig het antwoord te zijn op de zorgen over klimaatverandering. Toen ik onlangs een huurauto online boekte, werd mij gevraagd een vakje aan te vinken om een ​​boom te planten om de verwachte CO2-uitstoot van mijn auto te compenseren. In 2020 lanceerde de gouverneur van mijn staat, Indiana, een initiatief om er binnen vijf jaar een miljoen te planten, en de staat is daar een kwart van.

De belangrijkste reden voor deze ijver voor bomen is om te profiteren van de kracht van bomen om overtollig koolstofdioxide uit de atmosfeer te verwijderen en het in hout te veranderen, waardoor koolstof veilig wordt opgesloten voor tientallen jaren tot eeuwen.

Dat is in ieder geval de theorie.

Het probleem is dat het lot van koolstof opgeslagen in bomen voor veel uitdagingen staat. Hittegolven, houtkap, ongedierte en bosbranden kunnen allemaal bomen vernietigen en die koolstof weer vrijgeven. En de meeste metingen van de koolstof die is opgeslagen in de houtachtige biomassa van bossen gaan maar een paar decennia terug.

Ik leid het PalEON-project, een initiatief dat wordt gefinancierd door de National Science Foundation en dat probeert te reconstrueren hoe de hoeveelheid koolstof die is opgeslagen in Amerikaanse bomen de afgelopen 10.000 jaar is afgenomen en gestroomd.

Onze nieuwe reconstructie laat in detail zien hoe bossen in het middenwesten van de Verenigde Staten de afgelopen 8000 jaar bijna een miljard ton koolstof hebben gewonnen, waardoor hun koolstofopslag is verdubbeld. En toen, in slechts 150 jaar tijd, verdween bijna al die winst in de atmosfeer.

De resultaten bieden lessen voor vandaag, met name over de buitensporige rol die een paar boomsoorten, menselijk gedrag en een veranderend klimaat kunnen spelen.

Hoe bossen een miljard ton koolstof wonnen en vervolgens verloren

Ons bosverhaal begint 10.000 jaar geleden, nadat de enorme Laurentide-ijskap die ooit een groot deel van Noord-Amerika bedekte, zich terugtrok uit het hogere Midwesten - wat nu Michigan, Wisconsin, Minnesota en de noordelijke randen van Illinois en Indiana is. In deze vroege periode van natuurlijke opwarming kromp de ijstijdbossen van naaldbladige bomen en werden vervangen door nieuwe boomsoorten die zich langzaam noordwaarts verspreidden vanuit zuidelijke schuilplaatsen.

De bosgroei nam toe en daalde in de duizenden jaren die volgden toen het klimaat warme en koele perioden doormaakte, de frequentie en intensiteit van bosbranden veranderde en de inheemse Amerikaanse landbeheerstrategieën veranderden.

Eerdere studies gingen ervan uit dat de hoeveelheid houtachtige biomassa - de koolstof opgeslagen in bomen - gedurende millennia vóór het industriële tijdperk relatief stabiel was geweest. In plaats daarvan waren we verrast toen we ontdekten dat de bossen in de Upper Midwest 8000 jaar lang gestaag koolstof hadden gewonnen voordat de Euro-Amerikaanse kolonisten grote stukken bos begonnen te kappen.

In een groot deel van de regio werden bossen gedomineerd door langlevende soorten die veel koolstof als biomassa konden opslaan. Twee van die soorten vallen op:Amerikaanse beuk en oosterse hemlockspar.

Geschiedenis in een stuifmeelkorrel

We weten hier veel van dankzij minuscule korrels oud stuifmeel en de Public Land Survey, een verzameling zeer gedetailleerde bosonderzoeken uitgevoerd door overheidsaannemers in het midden van de 19e eeuw, kort voordat het kappen van bossen begon.

Elk jaar geven bomen stuifmeel af, en een deel van dat stuifmeel valt in meren, waar het in de modder zakt en versteent. Wetenschappers kunnen gefossiliseerd stuifmeel bestuderen in dwarsdoorsneden van sediment op de bodem van een meer om te bepalen hoe oud het is en de soorten bomen die op dat moment groeiden. Als er een grote brand zou uitbreken, zouden abrupte veranderingen in de soorten stuifmeel in het sediment het verraden.

In een recent gepubliceerd onderzoek in het tijdschrift Science , Ann Raiho en andere PalEON-leden brachten biomassaveranderingen in de Upper Midwest in kaart met behulp van een geavanceerd statistisch model op basis van het fossiele stuifmeel dat in het sediment van een netwerk van meren wordt gevonden. De Public Land Survey diende als een soort Rosetta Stone. Het onderzoek koppelde de vegetatie in de 19e eeuw aan de fossiele pollenmonsters, waardoor we de pollenniveaus konden kalibreren met de hoeveelheid houtbiomassa.

Lessen uit 10.000 jaar bosgroei en -afname

Onze kaarten van de accumulatie van biomassa in het verleden geven reden tot optimisme over het vermogen van bossen om koolstof voor lange periodes duurzaam op te slaan, maar ook twee waarschuwingen.

De optimistische opvatting is dat toen bossen die werden gedomineerd door oude soorten zoals Amerikaanse beuken en oostelijke hemlocksparren, zich uitbreidden, de bossen millennia lang grote hoeveelheden koolstof in houtachtige biomassa opsloegen. Deze twee soorten droegen bij aan een aanzienlijke koolstofopslag, vooral in de vochtigere centrale en oostelijke delen van de regio.

De eerste waarschuwing is dat de bossen in het drogere westelijke deel van ons studiegebied kromp toen het klimaat warmer en droger werd.

De tweede waarschuwing is dat de vooruitgang snel kan wegglippen. Hoewel de bossen in het Boven-Midwesten bijna een miljard ton meer koolstof hebben opgeslagen dan ze in de afgelopen 8000 jaar hebben verloren, is die accumulatie in korte tijd weer in de atmosfeer terechtgekomen als gevolg van houtkap en landbouw. We ontdekten dat de afname van houtachtige biomassa in de afgelopen 150 jaar 10 keer groter was dan in enige andere eeuw in 10.000 jaar.

Vooruitkijken

Dus wat betekent dit voor de huidige inspanningen voor het planten van bomen?

Als de boom van mijn huurauto een Amerikaanse beuk zou zijn, en als hij zou kunnen rijpen en een oerbos in de Upper Midwest zou kunnen voortplanten, dan zouden toekomstige bossen de processen kunnen nabootsen die koolstof duizenden jaren hebben opgeslagen.

Maar die toekomst veronderstelt dat droogte, plagen en bosbranden in verband met een snel opwarmend klimaat die inspanningen niet ongedaan maken. Een recente studie suggereerde dat bossen over de hele wereld hun veerkracht kunnen verliezen tegen klimaatopwarming.

Het vermogen van oude bomen om koolstof op te slaan kan ook teniet worden gedaan door andere bedreigingen die kunnen worden verergerd door het veranderende klimaat. De beukenschorsziekte verzwakt bijvoorbeeld bomen, waardoor ze door schimmels kunnen worden gedood, en bedreigt nu de beukenpopulaties van de Upper Midwest.

Ten slotte zullen gemeenschappen de waarde van koolstof die is vastgelegd in oude bossen moeten afwegen tegen andere prioriteiten.

Vanuit het oogpunt van instandhouding waren zowel de bossen met hoge biomassa, oude beuken en hemlocksparren als de eiken savannes met een lagere biomassa belangrijke componenten van de vegetatie in het Midwesten van de afgelopen 10.000 jaar. Open eikenbossen worden nu echter bedreigd en de praktijken die nodig zijn voor hun herstel, zoals gecontroleerde brandwonden, zijn ontworpen om concurrerende soorten op afstand te houden, waaronder Amerikaanse beuken.

Het verleden biedt houvast voor het beheer van bosveranderingen in de toekomst, maar geen gemakkelijke antwoorden. + Verder verkennen

Het modelleren van historische biomassa kan de sleutel zijn tot het bufferen van klimaatverandering

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.