Amazonas' varierte skoger gjør det vanskelig å beregne karbonlagring

I det store globale klimaregnskapet er tropiske skoger en viktig faktor. De tar opp cirka 20% av alle fossile brenselsutslipp årlig. Samtidig utgjør avskoging og ødeleggelse av tropisk skog den andre største enkeltkilden til utslipp av atmosfærisk karbon. Amazonas er verdens største gjenværende regnskogområde og svært viktig både for klodens artsmangfold og ikke minst klima. Skogen sirkulerer store mengder vann og lagrer karbon.

– Til tross for betydningen, så vet vi forholdsvis lite om hvor mye og hvordan plantebiomassen er fordelt i Amazonas, sier ph.d.-kandidat Yennie Bredin fra NMBU – Norges miljø- og biovitenskapelige universitet.

I sin doktorgrad har Bredin sett nærmere på skogstruktur og artsmangfold i Amazonas’ flomskoger. Hun har undersøkt hvordan de naturlige årlige flommene påvirker biomasse og karbonlager i skoglandskapet. 

Variert landskap

Regnskog er nemlig ikke bare regnskog: Amazonas er et svært komplekst og dynamisk landskap sammensatt av mange forskjellige naturtyper og økosystem. I tillegg til den tette, tropiske regnskogen finnes det savanner, flomsletter, gressletter, sump, bambus- og palmeskoger, for å nevne noe. 

Vått landskap

Som navnet «regnskog» tilsier, så mottar Amazonas mye nedbør per år: mellom 1 500 og 3 000 millimeter. Nedbøren er imidlertid ikke jevnt fordelt, enkelte områder får komparativt mer, og andre områder mindre. Noen områder er også kraftig preget av sesongvariasjoner, og opplever tørke- og regntid. Flomvannet i regntiden følger elve- og bekkedrag i landskapet.

– Det er de lavereliggende områdene som oversvømmes, forklarer Bredin.

Dette betyr at det oppstår svært varierte leveforhold over relativt korte avstander, hovedsakelig diktert av terreng og høyde over nærmeste elv eller innsjø. 

I sin doktorgrad har hun sammenliknet Amazonas’ flomskoger med nærliggende, høyereliggende områder kalt terra firme («stabilt land» på portugisisk). 

Overleve lenge under vann

Flomskogene oversvømmes minst årlig, noen ganger oftere. Her må planter i alle livsstadier tåle lange perioder med oversvømmelse hvor de lever helt eller delvis under vann.

– Disse plantene har derfor utviklet strategier og spesielle organer for å overleve, sier Bredin.

Enkelte arter går i dvale mens det verste står på, og kjører i gang med hurtig vekst så snart vannet er borte og miljøet mer fordelaktig. Mange tropiske trær utvikler spesialiserte strukturer for å få ekstra støtte og øke stabiliteten.

– Dette for å forhindre at de velter, sier hun.

Noen arter utvikler også luftfylte blærer inne i plantevevet. Dette hjelper røttene med å motstå oksygenmangel. En annen tilpasning til et liv delvis under vann er hurtigvoksende røtter som erstatning for de som har dødd av for mye vann. 

Lite overlapp

Bredins resultater viser at det ikke er spesielt stort overlapp i arter mellom de to områdetypene.

– Cirka 23% av artene jeg fant lever begge steder, sier hun.

– Resten foretrekker kun en områdetype, og disse artene er spesialister – det vil si at de har spesifikke krav til leveområdet sitt. De klarer seg ikke over alt slik generalistene gjør.

Dette betyr at summen av arter i flomskogene sammen med terra firme-skogene er mye høyere enn summen for de enkelte områdene alene.

– Begge områdetypene er altså avgjørende for å ivareta det biologiske mangfoldet, sier Bredin.

Det betyr også at mengden biomasse og lagret karbon vil avhenge av forskjellige skogstrukturvariabler i de to skogene, fordi artssammensetningen varierer.

– Disse variablene vil nok likne på hverandre, sier hun.

– Men i forbindelse med for eksempel beregning av mengde lagret karbon så er det viktig å ta hensyn til at disse to områdetypene, selv om de finnes i nærheten av hverandre, allikevel har forskjellige miljøkvaliteter. 

Konsekvenser for klimaberegninger

Bredin sammenliknet treslag som vokste på begge områder og undersøkte om det var noen forskjeller mellom dem.

– En konsekvens av å vokse på flomslettene er at trærne har lavere vedtetthet, sier hun.

Beregningene hennes viser at det er lett å overvurdere biomassen på flomslettene, og undervurdere biomassen på de høyereliggende områdene. Det er også fare for gjennomgående overestimat for de større trærne.

– Dersom vi ignorerer disse forskjellene mellom områdene kan det resultere i svært feilaktige estimater av skogbiomasse, advarer hun.

– Videre vil det kunne medføre systematiske feil i regionale karbonbestandsestimater, og klimamodeller med dårligere nøyaktighet.

Hun forteller videre at det er sjelden forskere inkluderer skogtype når de skal beregne biomassen som finnes over bakken i tropiske skoger. 

Trillioner av trær

Forskning viser at det finnes mer enn 3 trillioner trær på kloden. Det er en umulighet å måle dem alle sammen, så når forskerne skal beregne mengden karbon som lagres i dem, må de basere seg på estimater for trærnes biomasse. Estimatene baseres på målinger i felt, som forskerne deretter overfører til større områder ved hjelp av statistiske metoder.

– Slike estimater er ofte basert på regionale data, sier Bredin.

Forskerne antar derfor at et skogområde er tilnærmet likt et annet innenfor samme region. I virkeligheten er det slik at tropiske skoger er svært mangfoldige.

– De inneholder ofte flere skogtyper som er forskjellige i både artssammensetning og skogstruktur, noe mine resultater også bekrefter. 

Kontrollsjekk av nåværende metoder

Bredin har undersøkt om de nåværende metodene for storskala kartlegging av biomasse over bakken er godt kalibrert for flomskoger og terra firme.

Resultatene viste at de fungerer greit for terra firme-skog, men er dårligere for flomskogene.

– Nøyaktig og detaljert kartlegging av biomasse og karbon krever pålitelige data, sier hun. Usikkerheten knyttet til disse målingene er derfor en stor hindring for modellering av globale karbonstrømmer, spesielt i tropiske skoger med stor variasjon i treslag og struktur.

– Resultatene er sannsynligvis overførbare til andre tropiske skoger som er dårlig kartlagt, sier hun.

Tidligere forskning fra Sentral-Afrika har demonstrert feilestimat for biomasse på opptil 40%.

– For å kalibrere globale estimater bedre er anbefalingen å bruke lokale data, supplere med mer målinger i felt og ta særskilt høyde for skogsspesifikke variasjoner i vedtetthet.

Forskjeller i jordkvalitet

Bredin tok også prøver av jordsmonnet i begge områdene. Begge skogtypene var fattige på fosfor, men de leirholdige jordtypene i flomskogene var rike på magnesium, kalium og kalsium.

– Kalium er viktig for plantene for å bøte på skade som følge av oksygenmangel, sier Bredin.

I motsetning til flomskogene hadde de høyereliggende skogsområdene høye nivåer av sand, aluminium og veldig lav pH. Bredin forklarer at et veldig surt jordsmonn kan medføre at aluminiumet blir ustabilt og giftig for visse planter dersom konsentrasjonene blir høye nok.

– Det kan være noe av forklaringen på at en del plantearter ikke trives i de høyereliggende skogområdene.

Mysteriet med de forsvunne nematodene

I jordprøvene fant hun imidlertid verken nematoder eller leddyr. Dette var veldig overraskende siden tidligere studier med samme metoder har registrert dem.

– Det kan ha noe med mengden leire i jordsmonnet, men det blir spekulasjoner sier hun.

– For å bruke en forskerklisjé: her trengs det mer forskning.