Type bos en bodem bepaalt hoeveel koolstof er vrijkomt bij noordelijke bosbranden

De hoeveelheid koolstof in de bodem is de belangrijkste verklarende factor voor hoeveel koolstof er vrijkomt tijdens noordelijke bosbranden, en niet zozeer de weersomstandigheden tijdens de brand, blijkt uit onderzoek geleid door de Northern Arizona University in samenwerking met bosbrandspecialist Sander Veraverbeke van de Vrije Universiteit Amsterdam.

13-10-2020 | 13:20

Klimaatverandering leidt tot langere brandseizoenen en hevigere branden in de noordelijke bossen van Noord-Amerika. Weten hoeveel koolstof er vrijkomt bij deze branden wordt daarom steeds belangrijker. Het onderzoek, deze week gepubliceerd in Nature Climate Change, toont aan dat hoeveel koolstof er vrijkomt in belangrijke mate afhankelijk is van het type bos dat brandt. Ook bodemvocht speelt een belangrijke rol. De weersomstandigheden op het moment van de brand, zoals droogte, temperatuur en neerslag, doen er veel minder toe.

Opgeslagen koolstof
In een veldstudie in grote delen van Alaska en Canada vond het internationale onderzoeksteam dat de hoeveelheid koolstof opgeslagen in de organische bodem de grootste invloed heeft op de hoeveelheid koolstof die vrijkomt bij een brand. Dit ontdekte het team nadat het een grote variëteit aan bosbranden vast had gelegd in het westen van Canada en Alaska. Ze verzamelden bodemmonsters en legden de vegetatiestructuur vast op 417 plaatsen waar branden woedden tussen 2004 en 2015. Op basis van de veldmetingen duiden de onderzoekers de hoeveelheid koolstof in de bodem aan als belangrijkste verklarende factor voor de hoeveelheid koolstof die vrijkomt.

Bodems verantwoordelijk voor uitstoot
"In deze noordelijke bossen zijn niet bomen, maar de bodems verantwoordelijk voor zo’n 90 percent van de koolstofemissies. We hadden dus wel verwacht dat de bodems een belangrijke rol zouden spelen," zegt eerste auteur Xanthe Walker van het Center for Ecosystem Science and Society aan de Northern Arizona University. "Maar we waren verwonderd dat de weersomstandigheden op het moment van de brand zo’n kleine rol spelen. Het gaat echt om wat brandt, niet zozeer wanneer het brandt."

Zwarte spar verdreven
De bostypes die bestudeerd werden waren complex – bodemvocht, boomsoorten, en de leeftijd van het bos op het moment van de brand speelden allen een belangrijke rol voor de koolstofuitstoot. Het voorkomen van de heel brandbare Zwarte spar bijvoorbeeld, leidde over het algemeen tot een hoge koolstofuitstoot. De Zwarte spar komt vaker voor in vochtige en oude bossen. Dit kan veranderen onder invloed van klimaatverandering. Door steeds vaker hevige branden wordt de plaats van de Zwarte spar langzaamaan ingenomen door loof- en dennenbomen. Dit type bossen heeft minder diepe organische bodems, die leidden tot een lagere koolstofuitstoot wanneer ze branden. Het detail in de veldmetingen van deze studie liet de onderzoekers toe om deze complexe relaties tussen bostypes en koolstofemissies vast te leggen, en werpt tegelijk een blik op de toekomst.

Ecosysteemstructuur in kaart brengen
"We moeten echt verder kijken dan het boreale bos als één groot monotoon bos," aldus Sander Veraverbeke, bosbrandspecialist aan de Vrije Universiteit Amsterdam en co-auteur. "Hoewel slecht enkele boomsoorten de boreale bossen domineren, is er een enorme diversiteit in bosstructuur, leeftijd van de bomen, topografie, voorkomen van veen en permafrost. Ons onderzoek toont aan dat deze landschapskenmerken in grote mate de koolstofemissies van boreale branden bepalen. Met de huidige mogelijkheden die satellietbeelden van NASA en andere ruimtevaartorganisaties bieden, kunnen we verschillende aspecten van de ecosysteemstructuur in detail in kaart brengen. We moeten dit nu ook opschalen over het volledige continent."

Dit onderzoek werd ondersteund door financiering van het NASA Arctic Boreal and Vulnerability Experiment (ABoVE) project, het National Science Foundation RAPID programma en Bonanza Creek LTER, de Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, de Government of the Northwest Territories Cumulative Impacts Monitoring Program; Polar Knowledge Canada’s Northern Science Training Program; en het Vidi project ‘Fires pushing trees North’ van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO).

CO2-uitstoot bij bosbranden
Image credit: Victor Leshyk, Center for Ecosystem Science and Society, Northern Arizona University