Bossen leveren een grote bijdrage aan het klimaat op aarde, van het vrijgeven van waterdamp tot het aanzuigen van koolstofdioxide uit de lucht, wat de opwarming van de aarde tegengaat. De rangschikking van bomen beïnvloedt hoe bossen licht en water gebruiken voor fotosynthese, en het is bekend dat complexere bossen een hogere productiviteit of fotosynthesesnelheid hebben. Maar de specifieke factoren die deze relatie aansturen, ontbreken.

In een recente studie gepubliceerd in het Journal of Geophysical Research:Biogeosciences , Murphy et al. koppelden twee soorten gegevens om deze kenniskloof aan te pakken. Gegevens werden verzameld op negen locaties in het Chequamegon-Nicolet National Forest in het noorden van Wisconsin met behulp van een eerste in zijn soort wervelcovariantie-fluxtorennetwerk met zeer hoge dichtheid. Instrumenten op de torens maten de uitwisseling van koolstof, water en energie tussen bosgebieden en de atmosfeer, die werd gebruikt om de productiviteit te berekenen. De onderzoekers karakteriseerden ook de bosstructuur met behulp van lidar. Deze methode verzamelde 3D-details, zoals de ruwheid van het bladerdak en de variatie in boomhoogte.

Daarnaast ontwikkelde het team wiskundige modellen om de belangrijkste structurele factoren te identificeren die ten grondslag liggen aan de productiviteit. Ze vonden verticale heterogeniteitsstatistieken de meest invloedrijke drijfveren. Deze statistieken onthullen de hoogteverdeling van vegetatie op een locatie - lage verticale heterogeniteit geeft bomen van vergelijkbare hoogte aan, zoals na kaalkap, terwijl hoge verticale heterogeniteit bomen weerspiegelt die over hoogten zijn verdeeld. Toch is de relatie tussen bosstructuur en productiviteit niet direct. In plaats daarvan wordt het gemedieerd door hoe efficiënt bomen hulpbronnen gebruiken, vooral water, om biomassa te produceren.

Volgens de auteurs zullen deze resultaten de wiskundige modellen verbeteren voor hoe bosecosystemen reageren op beheer. Dergelijke analyses kunnen leiden tot betere strategieën om klimaatverandering aan te pakken.