Verbrande Amazoneregio blijft tientallen jaren warm en onder stress, volgens nieuw onderzoek

Onderzoek toont aan dat verbrande Amazonerbossen jarenlang warmer blijven

Bossen in de Braziliaanse Amazone die door brand zijn beschadigd, blijven ongeveer 2,6°C (4,7°F) warmer dan naburige intacte of selectief gekapte gebieden. Deze extra hitte kan minstens 30 jaar aanhouden, volgens een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Environmental Research Letters.

Deze bevindingen suggereren dat vuur tropische bossen op manieren verandert die hun herstel vertragen en mogelijk hun vermogen om klimaatstress te weerstaan en koolstof op te slaan verzwakken. Een cruciale rol die deze bossen spelen in de wereldwijde klimaatmitigatie.

“We ontdekken dat branden grote ecologische gevolgen hebben over lange tijdschalen en dat regeneratie veel meer risico loopt – het is trager of vindt helemaal niet plaats,” zegt hoofdauteur Savannah S. Cooley, een onderzoeker bij NASA Ames Research Center en recent afgestudeerd aan het Ecologie, Evolutie en Milieu Biologie (E3B) programma van Columbia.

In tegenstelling tot brandbestendige ecosystemen zoals savannes of dennenbossen, zijn de Amazone regenwouden geëvolueerd in vochtige omstandigheden waar natuurlijke branden zeldzaam waren. Hierdoor hebben veel tropische boomsoorten geen eigenschappen ontwikkeld om brandbeschadiging te weerstaan of te herstellen.

Bovendien waren verbrande bossen in het studiegebied gemiddeld warmer en thermisch instabieler. In vergelijking met selectief gekapte of intacte bossen ondervonden ze grotere dagelijkse temperatuurfluctuaties en waren ze waarschijnlijker om fysiologische drempels te overschrijden die de functie van bomen beïnvloeden. Tijdens de piek van de droge seizoenswarmte verliest bijna 87% van de bladeren die aan zonlicht worden blootgesteld in verbrande bossen meer energie door respiratie dan ze winnen door fotosynthese, vergeleken met 72%-74% in selectief gekapte of intacte gebieden.

Verbrande bossen hadden ook 10 keer meer kans om de drempel voor blijvende schade te overschrijden. Deze temperatuurverschillen weerspiegelen fundamentele veranderingen in de bosstructuur die verbrande gebieden kwetsbaarder maken voor hitte. Brand verijdelt het bovenste bladerdak, verwijdert middel- en lagere vegetatie en vermindert de bladoppervlakte, waardoor schaduw en de transpiratie die typisch een bos koelt afnemen. Minder bladeren stellen zonlicht in staat om blootgestelde oppervlakken en lucht nabij het bladerdak te verwarmen. Branden creëren ook randen naast gekapte gebieden, waardoor warmere lucht naar binnen kan bewegen. Het bos behoudt deze extra hitte totdat de vegetatielaag weer is opgebouwd, een proces dat tientallen jaren kan duren.

De studie suggereert dat vuur de primaire oorzaak is van langdurige hittestress in gedegradeerde Amazonebossen. In gebieden waar selectieve logging het bladerdak grotendeels intact liet, waren de temperaturen vergelijkbaar met die van ongestoorde bossen. Dit contrast benadrukt brandpreventie en laag-impact logging als belangrijke strategieën voor het behoud van de gezondheid van tropische bossen.

Inzichten vanuit de ruimte

De studie is gebaseerd op satellietbeelden van de gemeente Feliz Natal in de Arc of Deforestation van Brazilië, een regio in het zuidoosten van de Amazone waar brand en logging sinds de jaren ’80 zijn toegenomen. De onderzoekers hebben de eerste systematische thermische vergelijking gemaakt van verbrande, selectief gekapte en intacte bossen in het gebied met behulp van geïntegreerde satellietobservaties.

Ze combineerden drie jaar aan gegevens over de temperatuur van het aardoppervlak van NASA’s ECOSTRESS-instrument met 3D-bosstructuurgegevens van de GEDI-lidar-missie, een analyse die meer dan 6.700 overeenkomende observaties omvatte die tijdens het droge seizoen in de Amazone zijn verzameld.

Met behulp van een hiërarchisch model integreerde het team temperatuur- en structuurgegevens om bij te houden hoe vaak zonverlichte bladeren de drempels voor fotosynthesevertraging of weefselbeschadiging overschreden. Door rekening te houden met de hoogte van het bladerdak en de tijd sinds de verstoring, reconstrueren ze het langetermijn thermisch herstel over de boslagen. Het resultaat is een uniek, bladniveau overzicht van hoe lang hittestress aanhoudt na een verstoring en hoe bosstructuur de thermische kwetsbaarheid in de loop van de tijd beïnvloedt.

Verborgen hitte onthult nieuwe risico’s voor herstel en veerkracht

De bevindingen bieden nuance aan het begrip van hoe klimaatbeleid de degradatie van tropische bossen aanpakt. Koolstofmitigatie en bosherstelstrategieën behandelen vaak gedegradeerde bossen als één categorie. De studie onthult echter dat vuur langdurige thermische effecten heeft die niet alleen met conventionele optische satellietbeelden kunnen worden gedetecteerd. In optische satellietbeelden kunnen door brand beschadigde bossen er misschien uitzien alsof ze zijn hergroeid, maar veel van hen ervaren nog steeds verhoogde hittestress.

Dit onderscheid is belangrijk omdat tropische bossen jaarlijks grote hoeveelheden koolstofdioxide uit de atmosfeer verwijderen en een essentieel onderdeel zijn van wereldwijde herstel- en compensatieprogramma’s. Als door brand beschadigde bossen gedurende tientallen jaren thermisch gestrest blijven, kunnen de koolstofvoordelen van passieve hergroei worden overschat. Het incorporeren van fysiologische hittegegevens kan een realistischer beeld geven van de bosfunctie in klimaatstrategieën.

Hoewel de bevindingen uitdagingen benadrukken, zegt Cooley dat zinvolle actie mogelijk is. “Gedegradeerde tropische ecosystemen, vooral verbrande bossen, ervaren thermische stress,” zegt ze. “Maar er is veel dat we kunnen doen om de schade aan biodiversiteit en de soorten die deze stress ervaren te minimaliseren, zowel op het gebied van bosbeheer door branden in de Amazone te helpen verminderen, als aan de kant van koolstofmitigatie door de emissies agressief en snel te blijven verlagen en over te schakelen naar een duurzame en schone energie-economie.”