En ny europeisk studie har visat att koldioxidförlust i marken är mer känslig för klimatförändringar jämfört med kol som växter tar upp. I torrare regioner, koldioxidförlusten i marken minskade men i blötare områden ökade markens kolförlust. Detta kan resultera i en positiv återkoppling till atmosfären som leder till en ytterligare ökning av koldioxidhalten i atmosfären.

Forskare analyserade data från sju klimatförändringsexperiment i hela Europa för att visa hur biomassa och koldioxidförlust i den europeiska buskväxten påverkas av sommartorka och uppvärmning året runt.

Forskningen leds av Dr Sabine Reinsch och professor Bridget Emmett från Storbritanniens Center for Ecology &Hydrology (CEH) i samarbete med europeiska och amerikanska klimatforskare och publicerades i Nature journal Vetenskapliga rapporter .

Författarna visade att koldioxidförlust i marken är mest mottaglig för förändringar i markvatten. Markvatten spelar en avgörande roll i våta jordar där vattenavverkning begränsar sönderdelningsprocesser av markbiota, vilket resulterar i en uppbyggnad av markkol som torv. Torkning av marken tar bort denna begränsning som resulterar i markens kolförlust. Däremot i torrare jordar, minskad nederbörd minskar markvattnet under det optimala för markbiota vilket resulterar i en minskning av markens koldioxidförlust.

Det mesta av jordens markbundna kol lagras i marken. Världens koldioxidlager i jorden uppskattas till cirka 2000 gigaton (1 gigatonne =1 000 000 000 000 kilogram) kol. Forskarna visade att torka minskar och ökar markkol mer förutsägbart än uppvärmning.

Data lämnades från CEH:s klimatförändringsmanipulationsexperiment, som har kört i 18 år i Cloceanog skog, en våt walisisk höglandssida med ett torvskikt som härrör från säsongens vattendragning. På fältet, ökande temperatur och torka påfördes vegetationen för att studera effekterna av klimatförändringar på olika ekosystemprocesser.

Dr Sabine Reinsch, huvudförfattaren på tidningen och en markekolog vid Center for Ecology &Hydrology, sa, "Denna tväruropeiska studie möjliggjorde för oss, för det första, dags att undersöka växt- och markreaktioner på klimatförändringar bortom enskilda platser.

"Att sätta ekosystemets svar på klimatförändringar i det bredare sammanhanget med naturliga klimatgradienter hjälper oss att bättre förstå de observerade reaktionerna från växter och jordar."

Professor Claus Beier, avdelningschefen för geovetenskap och naturresurshantering i Danmark och medförfattare till uppsatsen, sa, "Studien belyser och illustrerar ny och grundläggande förståelse relaterad till ekosystemens reaktion på klimatförändringar.

"Genom att utföra samma experiment vid olika fukt- och temperaturförhållanden över hela den europeiska kontinenten, det har blivit tydligt och synligt hur trycket från klimatförändringsfaktorer kan agera annorlunda, och ibland till och med motsatt, över dessa förhållanden.

"Dessa skillnader är viktiga för vår övergripande bedömning av framtida ekosystemresponser mot klimatförändringar, men studien visar också att de kan förstås och till viss del förutses. "

Dr Marc Estiarte, forskare vid det spanska forskningscentret CREAF-CSIC och medförfattare till uppsatsen, sa, "I motsats till jordarna, minskning av nederbörd var inte ett hot mot växtproduktiviteten på våtare platser, och på de torrare platserna motstod växter proportionellt mer än på mellanliggande platser, vars produktivitet ovanför jorden visade sig vara mer känslig. Detta illustrerar den tydliga skillnaden i jordens känslighet jämfört med växterna över klimatgradienten. "

Professor Bridget Emmett, Soil Science Area -chef och platschef vid Center for Ecology &Hydrology, Bangor, sa, "Dessa resultat betonar hur känsliga markprocesser som jordandning är för miljöförändringar.

"Denna känslighet i våtare system, kombinerat med en avkoppling från växtproduktivitet, representerar en viktig potentiell positiv återkoppling till atmosfären som kan leda till en ökning av koldioxidhalten i atmosfären. "

Det nya papperet i Vetenskapliga rapporter överväger växt- och markreaktioner på torka och uppvärmning endast över europeiska buskmarker. Det finns flera andra biomer i världen där växt- och markrespons på klimatförändringar kan vara annorlunda.

Att förstå växternas och jordens reaktioner i andra biomer kommer att ge en bättre förståelse för klimatförändringar och effekterna på globala växter och markinteraktioner och återkoppling till klimatet.