The effects of land cover change on carbon stock dynamics in a dry Afromontane forest in northern Ethiopia

• DOI: 10.1186/s13021-018-0103-7
• Publication Date: 2018-09-06T13:36:37Z
• Authors: Negasi Solomon; Opoku Pabi; Ted Annang; Isaac K. Asante; Emiru Birhane
• Keywords: Carbon sequestration; Land cover; Management, Monitoring, Policy and Law; Estimation of Forest Biomass and Carbon Stocks; Greenhouse gas; 01 natural sciences; Environmental science; Climate change mitigation; Carbon dynamics; Soil water; Rangeland Degradation and Pastoral Livelihoods; Climate change; GE1-350; Global Forest Transition; Agroforestry; Global change; Biology; Ecosystem; Nature and Landscape Conservation; 0105 earth and related environmental sciences; Soil science; 2. Zero hunger; Afromontane forest; Global and Planetary Change; Forest management; Geography; Ecology; Research; Forestry; 04 agricultural and veterinary sciences; 15. Life on land; GIS; Soil carbon; Carbon; Environmental sciences; Carbon dioxide; 13. Climate action; FOS: Biological sciences; Environmental Science; Physical Sciences; Land use; 0401 agriculture, forestry, and fisheries; Ethiopia; Forest ecology; Drivers and Impacts of Tropical Deforestation; Biomass Estimation

Forests play an important role in mitigating global climate change by capturing and sequestering atmospheric carbon. Quantitative estimation of the temporal and spatial pattern of carbon storage in forest ecosystems is critical for formulating forest management policies to combat climate change. This study explored the effects of land cover change on carbon stock dynamics in the Wujig Mahgo Waren forest, a dry Afromontane forest that covers an area of 17,000 ha in northern Ethiopia.The total carbon stocks of the Wujig Mahgo Waren forest ecosystems estimated using a multi-disciplinary approach that combined remote sensing with a ground survey were 1951, 1999, and 1955 GgC in 1985, 2000 and 2016 years respectively. The mean carbon stocks in the dense forests, open forests, grasslands, cultivated lands and bare lands were estimated at 181.78 ± 27.06, 104.83 ± 12.35, 108.77 ± 6.77, 76.54 ± 7.84 and 83.11 ± 8.53 MgC ha-1 respectively. The aboveground vegetation parameters (tree density, DBH and height) explain 59% of the variance in soil organic carbon.The obtained estimates of mean carbon stocks in ecosystems representing the major land cover types are of importance in the development of forest management plan aimed at enhancing mitigation potential of dry Afromontane forests in northern Ethiopia.<br/>Los bosques desempeñan un papel importante en la mitigación del cambio climático global al capturar y secuestrar el carbono atmosférico. La estimación cuantitativa del patrón temporal y espacial del almacenamiento de carbono en los ecosistemas forestales es fundamental para formular políticas de gestión forestal para combatir el cambio climático. Este estudio exploró los efectos del cambio de la cubierta terrestre en la dinámica de las reservas de carbono en el bosque Wujig Mahgo Waren, un bosque seco afromontano que cubre un área de 17,000 ha en el norte de Etiopía. Las reservas totales de carbono de los ecosistemas forestales de Wujig Mahgo Waren estimadas utilizando un enfoque multidisciplinario que combinó la teledetección con un estudio de terreno fueron 1951, 1999 y 1955 GgC en 1985, 2000 y 2016, respectivamente. Las reservas medias de carbono en los bosques densos, bosques abiertos, pastizales, tierras cultivadas y tierras desnudas se estimaron en 181.78 ± 27.06, 104.83 ± 12.35, 108.77 ± 6.77, 76.54 ± 7.84 y 83.11 ± 8.53 MgC ha-1 respectivamente. Los parámetros de vegetación sobre el suelo (densidad de árboles, DBH y altura) explican el 59% de la varianza en el carbono orgánico del suelo. Las estimaciones obtenidas de las reservas medias de carbono en los ecosistemas que representan los principales tipos de cobertura terrestre son importantes en el desarrollo del plan de manejo forestal destinado a mejorar el potencial de mitigación de los bosques secos afromontanos en el norte de Etiopía.<br/>Les forêts jouent un rôle important dans l'atténuation du changement climatique mondial en capturant et en séquestrant le carbone atmosphérique. L'estimation quantitative de la configuration temporelle et spatiale du stockage du carbone dans les écosystèmes forestiers est essentielle pour formuler des politiques de gestion forestière visant à lutter contre le changement climatique. Cette étude a exploré les effets du changement de la couverture terrestre sur la dynamique des stocks de carbone dans la forêt de Wujig Mahgo Waren, une forêt afromontagnarde sèche qui couvre une superficie de 17 000 ha dans le nord de l'Éthiopie. Les stocks totaux de carbone des écosystèmes forestiers de Wujig Mahgo Waren estimés à l'aide d'une approche multidisciplinaire combinant la télédétection avec une étude au sol étaient de 1951, 1999 et 1955 GgC en 1985, 2000 et 2016, respectivement. Les stocks moyens de carbone dans les forêts denses, les forêts ouvertes, les prairies, les terres cultivées et les terres nues ont été estimés à 181,78 ± 27,06, 104,83 ± 12,35, 108,77 ± 6,77, 76,54 ± 7,84 et 83,11 ± 8,53 MgC ha-1 respectivement. Les paramètres de la végétation aérienne (densité des arbres, DHP et hauteur) expliquent 59 % de la variance du carbone organique du sol. Les estimations obtenues des stocks moyens de carbone dans les écosystèmes représentant les principaux types de couverture terrestre sont importantes dans l'élaboration du plan de gestion forestière visant à améliorer le potentiel d'atténuation des forêts sèches d'Afromontane dans le nord de l'Éthiopie.<br/>تلعب الغابات دورًا مهمًا في التخفيف من تغير المناخ العالمي من خلال التقاط الكربون في الغلاف الجوي وعزله. يعد التقدير الكمي للنمط الزمني والمكاني لتخزين الكربون في النظم الإيكولوجية للغابات أمرًا بالغ الأهمية لصياغة سياسات إدارة الغابات لمكافحة تغير المناخ. استكشفت هذه الدراسة آثار تغير الغطاء الأرضي على ديناميكيات مخزون الكربون في غابة Wujig Mahgo Waren، وهي غابة أفرو مونتانية جافة تغطي مساحة 17000 هكتار في شمال إثيوبيا. تم تقدير إجمالي مخزونات الكربون للنظم الإيكولوجية لغابات Wujig Mahgo Waren باستخدام نهج متعدد التخصصات يجمع بين الاستشعار عن بعد والمسح الأرضي في الأعوام 1951 و 1999 و 1955 GgC في الأعوام 1985 و 2000 و 2016 على التوالي. قُدر متوسط مخزونات الكربون في الغابات الكثيفة والغابات المفتوحة والمراعي والأراضي المزروعة والأراضي العارية بـ 181.78 ± 27.06 و 104.83 ± 12.35 و 108.77 ± 6.77 و 76.54 ± 7.84 و 83.11 ± 8.53 مللي كربون هكتار -1 على التوالي. تفسر معلمات الغطاء النباتي فوق الأرض (كثافة الأشجار، DBH والارتفاع) 59 ٪ من التباين في الكربون العضوي في التربة. تعتبر التقديرات التي تم الحصول عليها لمتوسط مخزونات الكربون في النظم الإيكولوجية التي تمثل أنواع الغطاء الأرضي الرئيسية ذات أهمية في تطوير خطة إدارة الغابات التي تهدف إلى تعزيز إمكانات التخفيف من الغابات الأفريقية الجبلية الجافة في شمال إثيوبيا.<br/>