Kebakaran hutan utara dapat mempercepat perubahan iklim

Penelitian baru menunjukkan bahwa model berbasis komputer yang saat ini digunakan untuk mensimulasikan bagaimana iklim bumi akan berubah di masa depan mengurangi dampak kebakaran hutan dan iklim kekeringan di hutan paling utara dunia, yang merupakan bioma hutan terbesar di planet ini. Ini merupakan pemahaman penting karena hutan boreal ini menyerap sejumlah besar karbon dioksida di Bumi.

Temuan, yang ditemukan dengan mempelajari 30 tahun hutan dunia menggunakan data pencitraan satelit NASA, menunjukkan bahwa hutan tidak akan mampu menyerap karbon sebanyak yang diperkirakan sebelumnya, sehingga upaya untuk mengurangi emisi karbon menjadi lebih mendesak.

“Kebakaran semakin hebat, dan ketika hutan terbakar, karbon dilepaskan ke atmosfer,” kata seorang ahli ekologi di Universitas Boston. Mark FriedelPenulis utama studi Diposting di Sifat Perubahan Iklim. “ Tapi kami juga melihat musim tanam yang lebih lama, dan suhu yang lebih hangat, yang menarik karbon keluar dari atmosfer [and into plants]. Lebih banyak karbon dioksida di atmosfer bertindak sebagai pupuk, meningkatkan pertumbuhan pohon dan tanaman – jadi, secara ilmiah, ada pertanyaan besar ini: Apa yang terjadi pada hutan bumi dalam skala global? Apakah mereka akan terus menyerap karbon dalam jumlah yang sama seperti yang mereka lakukan sekarang? “

Hutan saat ini menyumbang sekitar 30 persen dari semua emisi karbon dioksida terkait manusia, yang oleh Friedel disebut sebagai “penyangga besar-besaran untuk perubahan iklim antropogenik”. Namun, studi baru tersebut mengungkapkan bahwa para ilmuwan sejauh ini meremehkan dampak kebakaran dan gangguan lainnya. – seperti memanen Kayu – di hutan boreal Bumi dan, pada saat yang sama, melebih-lebihkan efek peningkatan pertumbuhan dari iklim yang memanas. Dan meningkatnya kadar karbondioksida di atmosfer.

“Tampaknya model sistem Bumi saat ini salah merepresentasikan sebagian besar biosfer global. Model ini mensimulasikan atmosfer, lautan, dan biosfer, dan hasil kami menunjukkan [the model-based simulation of northern forests] Friedel, profesor Bumi dan Lingkungan di Sekolah Tinggi Seni dan Sains Boston dan direktur sementara Pusat Penginderaan Jauh Universitas Boston, mengatakan. Dia ahli dalam menggunakan data pencitraan satelit untuk memantau ekosistem bumi dalam skala global.

“Tidak cukup bagi hutan untuk menyerap dan menyimpan karbon di dalam kayu dan tanahnya. Agar ini benar-benar bermanfaat, hutan harus tetap sehat – tantangan yang terus meningkat dalam iklim yang memanas dan lebih rentan kebakaran,” kata Jonathan . Wang, penulis utama makalah ini. “Jauh di utara adalah rumah bagi simpanan karbon yang sangat banyak dan padat yang sangat sensitif terhadap perubahan iklim, dan akan membutuhkan banyak pemantauan dan upaya untuk memastikan bahwa hutan ini dan simpanan karbonnya tetap utuh.”

Saat mengerjakan gelar PhD di Laboratorium Friedel, Wang mencari cara baru untuk memanfaatkan catatan data yang dikumpulkan dari program Landsat yang telah berjalan lama, sebuah misi bersama antara NASA dan Survei Geologi Amerika Serikat yang telah memvisualisasikan permukaan bumi secara luas. jangkauan satelit selama beberapa dekade dari Time, untuk memahami bagaimana hutan bumi berubah. Wang mengatakan komputer baru dan teknologi pembelajaran mesin untuk menggabungkan kumpulan data penginderaan jauh yang besar menjadi lebih maju, “memungkinkan ekosistem yang paling jauh untuk dipantau dengan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya.”

Dia mengembangkan metode untuk memperoleh informasi yang lebih kaya dari 30 tahun dari data Landsat dengan membandingkannya dengan pengukuran terbaru dari misi ICESat NASA, satelit yang membawa teknologi pencitraan berbasis laser, yang disebut LiDAR, yang dapat mendeteksi ketinggian vegetasi di dalam hutan. Landsat, di sisi lain, hanya mendeteksi tutupan hutan tetapi tidak mendeteksi ketinggian pohon.

Dengan membandingkan pengukuran LiDAR terbaru dengan data pencitraan yang dikumpulkan dari Landsat selama periode waktu yang sama, tim kemudian bekerja mundur untuk menghitung seberapa tinggi dan tebal vegetasi selama tiga dekade terakhir. Mereka kemudian dapat menentukan bagaimana biomassa hutan boreal bumi berubah dari waktu ke waktu – mengungkapkan bahwa hutan kehilangan lebih banyak biomassa daripada yang diharapkan karena kebakaran hutan yang semakin sering dan terus menerus.

Secara khusus, kata Friedel, hutan kehilangan tumbuhan runjung, pepohonan yang mewakili hutan utara Bumi, dan dengan alasan yang bagus. “Api datang dan membakar, kemudian spesies spesies yang lebih oportunistik tumbuh lagi – seperti kayu keras – dan kemudian digantikan oleh tumbuhan runjung seperti pohon cemara hitam,” katanya. “Tapi selama 30 tahun terakhir, dan ini bukan periode waktu yang lama dalam konteks perubahan iklim, kami melihat kebakaran memusnahkan lebih banyak hutan, dan kami melihat kayu keras membungkus lebih lama alih-alih menggantinya dengan tumbuhan runjung. ”

Tumbuhan runjung lebih baik beradaptasi dengan iklim yang lebih dingin daripada kayu keras, yang dapat berkontribusi pada berkurangnya biomassa hutan secara keseluruhan.

“Argumen yang sering dikutip untuk menentang aksi iklim adalah manfaat yang seharusnya dinikmati oleh ekosistem dan masyarakat utara yang jauh dari peningkatan kehangatan,” kata Wang. Dia berharap penemuan studi ini akan membantu orang memahami bahwa krisis iklim global juga memiliki masalah serius di ujung utara. “Mungkin tanaman hijau, dalam arti tertentu, tetapi pada kenyataannya, peningkatan kebakaran hutan yang disebabkan oleh iklim merusak banyak manfaat potensial dari pemanasan suhu utara,” katanya.

Temuan Wang dan Friedel menjelaskan pertanyaan yang sulit dijawab tanpa bantuan “Mata NASA di Langit”.

“Sistem pemadam kebakaran berubah karena iklim, dan banyak kawasan hutan dunia berada di kawasan tak berpenghuni di mana efek kebakaran hebat mungkin tidak mudah disadari,” kata Friedel. “Ketika bongkahan besar real estat terbakar di tempat-tempat seperti California, hal itu menarik perhatian kami. Tapi hutan boreal, yang mengandung beberapa cadangan karbon terbesar di dunia, terkena dampak kebakaran lebih dari yang kita bayangkan sampai sekarang.”

###

Penulis tambahan pada studi ini termasuk James Randerson, anggota fakultas di UC Irvine Earth System Sciences; BU alum Mary Farina, sekarang seorang mahasiswa PhD di Montana State University; Alessandro Pacini adalah Profesor Riset di Pusat Penginderaan Jauh BU.