Klimatförändringarna tar hårt på tundran, öka sannolikheten för extrema torka. Som ett resultat, frekvensen av bränder i skogar, myrar och till och med våtmarker fortsätter att stiga. Dessutom, de norra delarna av tundran har också blivit mer tillgängliga och negativt påverkade av mänsklig verksamhet de senaste åren.

Två unga ekologer från universitetet i Münster studerar de allvarliga konsekvenserna som bränder kan få för vegetation, jord och några hotade fågelarter. Även decennier efter den senaste brandhändelsen, effekter på växtsamhällen är tydligt synliga. De kommer att presentera sina resultat på konferensen "Ecology Across Borders" i Gent, Belgien den här veckan.

Doktorand Ramona Heim från professor Norbert Hölzels arbetsgrupp vid Institutet för landskapsekologi, Münster universitet, jämförde två studieplatser i nordöstra Ryssland, där de senaste bränderna inträffade för 11 och mer än 30 år sedan. På den yngre platsen, marktemperaturen och permafrostens djup var betydligt högre och lavtäcket minskade mycket. I kontrast, mossa, gräs- och örtarter var rikligare jämfört med kontrollplatser i närheten.

"Jordtemperaturen på vår äldre studieplats påverkas inte längre av branden, men även 30-udda år efter branden, lavar har inte återhämtat sig helt", säger Ramona Heim. "Buskens täta lock var en överraskning. Vanligtvis, bränder förhindrar bildandet av täta busklager, men dessa resultat tyder på att tundraeldar kan främja det istället ", tillägger hon.

Förändringen i vegetationsstrukturen har viktiga långsiktiga konsekvenser för växtsamhällen, mikroklimat och djur beroende på vissa växter eller strukturer. Till exempel, ren behöver specifika lavar i sin kost, som har visat sig vara betydligt mindre rikliga även decennier efter en brand.

Undersökningarna genomfördes i samarbete med Andrey Yurtaev vid Tyumen universitet och nio studenter från Ryssland och Tyskland.

Wieland Heim, en annan medlem av prof. Hölzels arbetsgrupp, undersökte effekterna av de ständigt ökande bränderna på häckande fåglar och växtsamhällen i våtmarker i Rysslands Muravioka Park. Mångfalden av fåglar och växter registrerades längs 22 transekter på områden som hade brunnit förra året.

Medan många växtarter gynnades av bränderna och de resulterande nischer och näringsämnen som finns tillgängliga, mångfalden av fågelarter minskade avsevärt. Fåglar, såsom mark- och vassuppfödare som förlitar sig på speciella mikrohabitater var bland förlorarna.

"Eftersom bränder vanligtvis bryter ut på våren under häckningssäsongen och många fåglar inte producerar en andra yngel, de växande och mer frekventa bränderna kan få allvarliga konsekvenser för deras fortplantning", rapporterar Wieland Heim.

Den gulbröstade buntingen ( Emberiza aureola ) är en av de särskilt drabbade arterna. Historiskt känt för att täcka livsmiljöer i norra Eurasien, deras befolkning har sjunkit med 90% de senaste åren. Det var den första sångfågelarten med ett stort utbud som listades som 'kritiskt hotad att utrotas' på IUCN:s röda lista. Huvudorsaken till denna massiva minskning av antalet är illegal fågeljakt i Kina. Dock, mer frekventa och allvarligare bränder i sin häckande livsmiljö kommer att sätta denna art under ytterligare tryck.

Som ett resultat av klimatförändringar och ökande utveckling i tundran, permafrosten tinar tidigare och djupare och organiska lager torkar ut snabbare. Denna biomassa kan då lätt antändas. Efter en brand, den isolerande effekten av det då brända organiska materialet saknas och följaktligen förändras albedon, i. e. andelen ljus som reflekteras från marken. Mörkare jordar värms upp mer, får ytan att torka ut och permafrosten tinar ännu mer, släppa ut ytterligare brandfarligt organiskt material och läcka lagrad metan i atmosfären.

Ramona och Wieland Heim är gifta och stödjer varandras forskning. Ramona Heim kartlägger och bestämmer växtsamhällen. Wieland Heim är en passionerad ornitolog och har arbetat i Muraviovka Park sedan 2011. Tillsammans, de har satt sig i uppgift att undersöka orsakerna och effekterna av bränder i denna känsliga permafrostregion.

Båda kommer att presentera sitt arbete tisdagen den 12 december 2017 vid konferensen "Ekologi över gränserna".