Forskare från USDA:s Agricultural Research Service (ARS) och samarbetspartners från Hawkesbury Institute for the Environment har testat hur markstörningar påverkar reaktionen från U.S. Great Plains-markmarken på klimatförändringar. Resultaten visade att störningar och efterföljande växtinvasion är nyckelfaktorer att ta hänsyn till när man förutsäger klimatförändringarnas inverkan på dessa ekosystem.

Vildmarker, gräsmarkerna som vi är beroende av för boskapsproduktion, biologisk mångfald och många andra ekosystemtjänster, förändras av klimatförändringarna. Medan forskare har studerat dessa förändringar, inklusive påverkan av stigande koldioxid och varmare temperaturer, har fokus historiskt legat på intakta eller relativt ostörda ekosystem.

Studien publicerad idag i Global Change Biology visar att effekterna av ökad koldioxid och uppvärmning skiljer sig markant i störd utmark jämfört med intakt inhemsk utmark.

"Vi vet att störande skogsmarker orsakar olika problem, inklusive växtinvasion och förlust av växtmångfald", säger Dana Blumenthal, forskningsekolog och huvudförfattare på ARS Rangeland Resources &Systems Research. "Vad den här nya studien visar är att stigande koldioxid gör det svårare att återhämta sig från den typen av förändring."

Studien, utförd i blandad gräsprärie i sydöstra Wyoming, använde cirkulära tomter av intakt inhemsk prärie eller störd prärie. Frön av inhemska och invasiva växter lades till störda prärieområden för att representera kolonisering av det störda området av nya arter. Under en femårsperiod mätte forskare växtproduktion, växtdiversitet och kolhalter i marken efter att tomter ständigt utsatts för höga halter av koldioxid och varma temperaturer.

Huvudresultatet var att förhöjd koldioxid mer än fördubblade växtproduktionen i den störda prärien, främst på grund av den snabba tillväxten av diffus rängräs (Centaurea diffusa), en osmaklig invasiv art som orsakar problem i USA:s utmarksområden. Denna stora ökning av produktionen ledde sedan till en minskning av växtmångfalden. Däremot ökade förhöjd koldioxid växtproduktionen med endast 18 % i intakt prärie, samtidigt som växternas mångfald ökade. Forskarna observerade också större kolförlust i jorden på den störda prärien när de utsattes för varmare temperaturer.

"Vi såg att dessa störningar, i kombination med växtinvasion, avsevärt minskar motståndskraften hos blandgräsprärien mot klimatförändringar. Det säger oss att störningar är en nyckelfaktor som man bör ta hänsyn till när man förutsäger effekterna av framtida klimatförhållanden i dessa ekosystem. sa Blumenthal.

Forskningen är en del av en serie studier (Nature (2011); Global förändringsbiologi (2016); Ecology Letters (2016)) om påverkan av klimatförhållanden och växtinvasion på inhemska och störda utmarksekosystem. + Utforska vidare

Förhöjd koldioxid hämmar dominerande växtarter i en blandad gräsprärie