Assessing Above Ground Biomass C-storage in Bamboo (Belgium)

Abstract

Bamboo, is a rapidly growing and versatile plant. Over the last years, it has gained significant attention as a potential resource for carbon sequestration and climate change mitigation strategies. Despite its global presence, bamboo’s role in carbon stock assessment remains underexplored, particularly within the context of European climates. This study aims to address this research gap by conducting a comprehensive assessment of bamboo’s carbon stocks in 3 Phyllostachys species in Merksplas (Belgium). The study was initiated by surveying the bamboo stands to analyze the distribution of Diameter at Breast Height (DBH) and design a representative sampling plan. Once the needed data was collected, various regression methods were tested using a combination of different input variables (DBH,H, and basic density). Based on model performance metrics (R2, R2 adj, AIC, RMSE, MAPE)The best regression equations were then rigorously cross-validated with Monte-Carlo Cross-Validation to ensure their accuracy across a larger panel. Using the validated equations, Above-Ground Biomass (AGB) and Above-Ground Carbon (AGC) were estimated. They returned values ranging from 9.48 ± 1.19 to 52.36 ± 4.26 tonAGB·ha−1 and 4.45 ± 0.56 to 24.61± 2.00 tonC ·ha−1. Additionally, the growth of new bamboo shoots was measured to gauge the annual carbon sink. This returned estimations from 0.51 ± 0.12 and 2.96 ± 0.21 tonC ·ha−1. Overall, the approach provides a comprehensive assessment of bamboo’s role as a carbon sink and stock in Belgium’s climate. By integrating field data collection, regression analysis, cross-validation, and shoot growth measurements, it enhance the understanding of bamboo’s contribution to mitigating climate change in European climatic contexts. In addition, allometric equations were developed and with caution, they could be utilized by other researchers. These equations offer a potential tool for estimating carbon stocks in similar contexts.

Le bambou est une plante versatile à croissance rapide. Au cours des dernières années, il a suscité un intérêt considérable en tant que ressource potentielle pour la séquestration du carbone et les stratégies d’atténuation du changement climatique. Malgré sa présence globale, le rôle du bambou dans l’évaluation des stocks de carbone reste peu exploré, en particulier dans le contexte des climats européens. Cette étude vise à combler cette lacune en réalisant une évaluation complète des stocks de carbone du bambou dans trois espèces de Phyllostachys à Merksplas (Belgique). L’étude a démarré en enquêtant sur les peuplements de bambous pour analyser la distribution du diamètre à hauteur de poitrine et concevoir un plan d’échantillonnage représentatif. Une fois les données nécessaires collectées, différentes méthodes de régression ont été testées en utilisant une combinaison de différentes variables d’entrée (DBH, H et densité de base). Sur la base des mesures de performance du modèle (R2, R2 adj, AIC, RMSE, MAPE), les meilleures équations de régression ont ensuite été rigoureusement validées avec une validation croisée de Monte-Carlo pour garantir leur précision sur un large échantillon. À l’aide des équations validées, la biomasse aérienne et le carbone aérien ont été estimés. Ils ont renvoyé des valeurs allant de 9,48 ± 1,19 à 52,36 ± 4,26 tonneAGB·ha−1 et de 4,45 ± 0,56 à 24,61 ± 2,00 tonneC ·ha−1. De plus, la croissance des nouvelles pousses de bambou a été mesurée pour évaluer le puits de carbone annuel. Cela a donné des estimations allant de 0,51 ± 0,12 à 2,96 ± 0,21 tonneC ·ha−1. Dans l’ensemble, cette approche offre une évaluation complète du rôle du bambou en tant que puits et stock de carbone dans le climat belge. En intégrant la collecte de données sur le terrain, l’analyse de régression, la validation croisée et les mesures de la croissance des pousses, elle améliore la compréhension de la contribution du bambou à l’atténuation du changement climatique dans les contextes climatiques européens. De plus, des équations allométriques ont été développées et pourraient être utilisées avec prudence par d’autres chercheurs. Ces équations offrent un outil potentiel pour estimer les stocks de carbone dans des contextes similaires.