Les investisseurs qui parient sur la conservation et le reboisement des forêts tropicales pour résoudre le réchauffement climatique en stockant le carbone dans le bois sont confrontés à d'énormes incertitudes car la science derrière la prédiction des stocks de carbone est encore fragile. Même les meilleurs modèles de systèmes terrestres ne parviennent pas à prédire comment le carbone stocké par les forêts tropicales varie d'un endroit à l'autre. Les Nouveau phytologue invite les scientifiques à faire "les plus excitantes, recherche de pointe" pour examiner des sujets d'actualité d'une manière que les non-scientifiques peuvent comprendre. Helene Muller-Landau, Le scientifique du Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) a été choisi pour rédiger la Tansley Review faisant autorité sur la comptabilité du carbone dans les tropiques.

Elle a travaillé avec Kristina Anderson-Teixeira, également membre du personnel scientifique du STRI au Centre for Tropical Forest Science-Forest Global Earth Observatory du STRI (Smithsonian ForestGEO), boursiers postdoctoraux de l'Université de Columbia et de l'Université de Princeton, et deux stagiaires du STRI pour passer au crible des dizaines d'études pour synthétiser les modèles de variation de la productivité des forêts tropicales et du stockage du carbone à travers le monde. Ils concluent que chaud, les forêts tropicales humides avec des sols modérément fertiles stockent plus de carbone.

« Les écologistes étudient les forêts tropicales depuis plus de cent ans, " dit Muller-Landau, "mais la plupart des études se concentrent sur un seul type de forêt ou une seule région, ce qui rend difficile une vision globale de la façon dont le carbone circule à travers les forêts. Il nous manquait une synthèse de la variation des forêts tropicales avec le climat, sols, et régime de perturbation, et de ce que nous savons des mécanismes sous-jacents à cette variation."

Les auteurs ont rassemblé des études de forêts tropicales du monde entier qui ont mesuré des variables telles que les stocks de carbone, productivité forestière et temps de résidence du carbone dans huit sites ou plus dont la température diffère, précipitation, élévation, et/ou la fertilité du sol. Eva Arroyo et Bogumila Backiel, stagiaires du STRI, ont contribué à la revue et aux analyses de la littérature.

KC Cushman, un post-doctorant financé par Next Generation Ecosystem Experiments-Tropics, Département américain de l'énergie, Bureau des sciences, Le Bureau de la recherche biologique et environnementale a déterminé l'emplacement géographique de chaque étude et obtenu des informations climatiques pour chaque site à partir des ensembles de données climatiques mondiales de CHELSA afin que l'équipe puisse évaluer les gammes de variables climatiques pour toutes les études.

"L'un des défis est que les études plus anciennes n'estiment pas le carbone ou ne rapportent pas de résultats en termes de carbone, " a déclaré Cushman. " Mais ils rapportent souvent d'autres quantités qui sont des approximations raisonnablement bonnes; par exemple, la hauteur de la canopée est un bon indicateur des stocks de carbone forestier."

De gros plats à emporter ont émergé :Dans les forêts tropicales humides, les arbres poussent plus vite et stockent plus de carbone que dans les forêts plus sèches. Les forêts de basse altitude sont plus hautes et stockent plus de carbone que les forêts de haute altitude.

Et quand les sols sont plus fertiles, les arbres sont plus productifs, qui ferait, tout le reste étant égal, devrait conduire à des stocks de carbone plus élevés. Mais quand les sols sont plus fertiles, les arbres meurent aussi plus vite, lequel, tout seul, conduirait à une diminution des stocks de carbone avec une fertilité plus élevée. Mais mettre ces deux choses ensemble, les stocks de carbone devraient être les plus élevés à fertilité intermédiaire, ce qui expliquerait pourquoi les études précédentes ne s'accordent pas sur le fait que les stocks de carbone augmentent ou diminuent avec la fertilité du sol.

Un autre gros point à retenir est que l'on sait peu de choses sur la mortalité des arbres, même s'il est essentiel pour prédire les stocks de carbone. Dans les zones où la forêt est plus souvent perturbée, ou la mortalité des arbres est plus élevée pour d'autres raisons, moins de carbone est stocké sous forme de biomasse, et il traverse le système plus rapidement.

Bien que les modèles de stockage du carbone dans les forêts tropicales diffèrent d'un endroit à l'autre, les tendances générales sont étonnamment cohérentes. Les forêts tropicales africaines et asiatiques ont une biomasse plus élevée dans les zones où le climat est similaire à celui des forêts américaines, par exemple. Certainement, il existe d'importantes exceptions aux règles - par exemple, certaines forêts de haute altitude sont très riches en biomasse. Mais les exceptions aident les chercheurs à identifier les mécanismes généraux qui sous-tendent ces modèles.

Alors qu'elle commençait l'examen, Muller-Landau a consulté le texte classique d'Egbert Leigh, ancien scientifique du STRI, Tropical Forest Ecology, pour un résumé de compréhension générale avant sa synthèse. Leigh a noté que les forêts sèches (celles avec des saisons sèches de 5 mois ou plus) avaient une productivité et une biomasse plus faibles, mais considéré toutes les autres forêts de plaine, y compris ceux avec des saisons sèches plus courtes ainsi que des forêts toujours humides, avoir une productivité foliaire similaire, mortalité et biomasse. Sa nouvelle synthèse montre que, En réalité, il y a beaucoup de variation parmi ces forêts, et que cette variation est structurée par le climat et les sols, avec des relations globalement cohérentes entre les régions.

« Cette synthèse élargit énormément notre perception de la variation des stocks de carbone aérien avec le climat et la fertilité des sols, " Leigh a déclaré lorsqu'on lui a demandé de commenter, "et rend beaucoup plus facile de poser des questions sur les causes de ces relations."