Öppna kammare (OTC) i Latnjajaure, Sverige, tillhandahåller en kontrollerad miljö för att studera simulerad uppvärmning av tundrans ekosystem. Kredit: Sybryn Maes
Ny forskning visar att global uppvärmning kan omvandla tundra från kolsänkor till källor, vilket intensifierar klimatförändringarna. Studien belyser behovet av detaljerade klimatmodeller och ytterligare utredning av geografiska och tidsmässiga variationer i ekosystemsvar.
Enligt en ny studie publicerad i Natur, de stigande temperaturerna förändrar dynamiken i tundras ekosystem, vilket får dem att frigöra lagrat kol. Denna omvandling kan förvandla tundra från kolabsorbenter till koldioxidutsläpp, vilket förstärker effekterna av klimatförändringarna.
Ett team av över 70 forskare från olika länder använde så kallade öppna kammare (OTC) för att experimentellt simulera effekterna av uppvärmningen på 28 tundraplatser runt om i världen. OTC:er fungerar i princip som miniväxthus, blockerar vind och fångar värme för att skapa lokal uppvärmning.
Uppvärmningsexperimenten ledde till 1,4 grader Celsius ökning av lufttemperaturen och 0,4 graders ökning av marktemperaturen, tillsammans med en minskning av markfuktigheten med 1,6 procent. Dessa förändringar ökade ekosystemets andning med 30 procent under växtsäsongen, vilket gjorde att mer kol frigjordes på grund av ökad metabolisk aktivitet i jord och växter. Förändringarna kvarstod i minst 25 år efter starten av den experimentella uppvärmningen – vilket tidigare studier inte hade avslöjat.
”Vi visste från tidigare studier att vi sannolikt skulle hitta en ökning av andningen med uppvärmningen, men vi fann en anmärkningsvärd ökning – nästan fyra gånger större än tidigare uppskattat, även om den varierade med tid och plats”, säger Sybryn Maes vid Umeå universitet. studiens huvudförfattare.
En OTC i Kilpisjärvi, Finland, användes i uppvärmningsexperiment för att förstå hur tundrar kommer att reagera på vårt föränderliga klimat. Kredit: Anne Tolvanen
Geografisk variation och forskningsimplikationer
Ökningen av ekosystemets andning varierade också med lokala markförhållanden, såsom kväve och pH-nivåer. Det betyder att skillnader i markförhållanden och andra faktorer leder till geografiska skillnader i responsen – vissa regioner kommer att se mer koldioxidutsläpp än andra. Att förstå sambanden mellan markförhållanden och andning som svar på uppvärmningen är viktigt för att skapa bättre klimatmodeller.
”Vårt arbete representerar den första bedömningen av ekosystemets andningsrespons på experimentell uppvärmning över en så bred miljögradient på tundran, med en omfattande uppsättning miljöfaktorer”, säger docent Ellen Dorrepaal vid Umeå universitet.
Studien ger också ett bredare perspektiv på arktiska och alpina regioner genom att förutsäga ökningar i andning över hela tundraområdet tillsammans med mer detaljerad information om variationer i responsens känslighet.
”Vi ser att vissa områden, särskilt delar av Sibirien och Kanada, uppvisar större känslighet för uppvärmning”, säger professor Matti Kummu vid Aalto-universitetet. ”Vi räknar med en ökning av andningen över hela den arktiska och alpina tundran, men mer på plats data, särskilt om de lokala markförhållandena, är nyckeln till att hantera de utestående osäkerheterna och förfina våra förutsägelser.”
Att förstå hur ekosystem förändras som svar på klimatförändringar och hur dessa förändringar återspeglas i klimatet är avgörande för att få en korrekt bild av hur vår värld kommer att förändras. Dessa fynd fungerar som en viktig baslinje för förbättrade klimatmodeller, men forskarna planerar att förfina dem ytterligare genom att analysera hur de experimentella platserna förändras över tiden och utöka experimentets omfattning till att inkludera nya platser.