Ett värmande klimat kan påverka stabiliteten hos alpina gräsmarker på Asiens tibetanska platå, hotar jordbrukarnas och vallarnas förmåga att underhålla de djur som är nyckeln till deras existens, och potentiellt rubba ekologin i ett område där viktiga regionala flodsystem har sitt ursprung, säger en ny studie av forskare i Kina och USA.

Även om temperaturförändringar kan destabilisera områdets ömtåliga ekosystem, variationer i nederbörd verkar inte ha någon liknande effekt. Studien involverade att variera två faktorer som sannolikt kommer att förändras med ett värmande klimat - temperatur och nederbörd - i testplaner under en femårsperiod. Projektet tros vara det första som samtidigt undersöker effekterna av temperatur- och nederbördsförändringar på ekosystemets stabilitet.

"Vi var bekymrade över variationen i det totala växtskyddet över tid, sa Lin Jiang, en professor vid Georgia Tech School of Biological Sciences. "Betydande uppvärmning kan minska stabiliteten på gräsmarkerna, vilket skulle öka variationen i produktionen av växtbiomassa, vilket kan vara en betydande fråga för människor som bor i regionen. Vi tror att effekterna av klimatförändringarna kan bli särskilt dramatiska på det här området."

Forskningen, utförd av forskare från Pekings universitet, den kinesiska vetenskapsakademin och Georgia Institute of Technology, var planerad att publiceras den 10 maj i tidskriften Naturkommunikation . Forskningen stöddes av Kinas nationella grundforskningsprogram, National Nature Science Foundation i Kina och U.S. National Science Foundation.

Den tibetanska platån är ett område på cirka 2,5 miljoner kvadratkilometer där höga sommartemperaturer sällan stiger över 25 grader Celsius och nattetemperaturer kan sjunka under fryspunkten även på sommaren. På grund av höjden, extrema temperaturer och kraftiga vindar, mer än två tredjedelar av platån är gräsmark som används för att beta jak, får och andra djur. Cirka 9,8 miljoner människor bor i området, som också är källan till flera av Asiens stora flodsystem.

"Våra resultat tyder på att under ett varmare klimat, ekosystemet skulle ge mindre foderproduktion under torka år, och mer biomassaproduktion under våta år - vilket är oönskat, " sa Jin-Sheng He, professor vid institutionen för ekologi, College of Urban and Environmental Sciences vid Peking University. "Minskad växtproduktion tidsmässig stabilitet kan innebära att detta alpina ekosystem kanske inte kan ge stabilt foder till boskapen som lokalbefolkningen är beroende av. Minskad stabilitet kan också få konsekvenser för andra ekosystemtjänster, såsom klimatreglering och vattenbesparing."

Forskarna fann att gräsmarkernas stabilitet inte påverkades av rikedomen på växtarter, men genom effekterna på dominerande arter och artens asynkroni.

"Vi fann att klimatuppvärmningen sänker stabiliteten genom att öka artsynkroniseringen där biomassan för ett fåtal dominerande arter ökade medan den för de flesta sällsynta arter minskade, ", sa han. "Det tyder på att de alpina gräsmarkerna som har anpassat sig väl till kalla miljöer på grund av sin långvariga evolutionära historia kan äventyras i framtiden."

Experimentellt, forskarna skapade testplaner där vissa värmdes till två grader Celsius över de omgivande gräsmarkerna. På samma gång, forskarna varierade mängden nederbörd på tomterna, med vissa sektioner som får 50 procent mer vatten, och andra får 50 procent mindre. Det fanns också kontrollsektioner där temperatur och nederbörd inte justerades. Var och en av de sex tillstånden replikerades sex gånger, för totalt 36 testområden.

Under en period av fem år, forskarna studerade tillväxten av olika gräsarter genom att väga biomassaproduktionen från de olika testytorna. Forskningen gjordes vid Haibei Alpine Grassland Ecosystem Research Station vid den kinesiska vetenskapsakademin.

Jiang var förvånad över att de dramatiska variationerna i nederbörd inte påverkade gräsarterna, och hade inte förväntat sig någon större effekt från temperaturförändringen, vilket översätts till cirka 3,6 grader Fahrenheit. "Växterna verkar kunna tolerera betydande variationer i mängden tillgängligt vatten, " han sa.

Medan den tibetanska platån är unik för sin storlek och höga medelhöjd, det finns andra områden i världen med liknande förhållanden. "Om dessa fynd kan generaliseras till andra alpina ekosystem, vi kan behöva oroa oss för stora variationer i produktionen av biomassa i dessa andra områden, också, ", tillade Jiang.

Studien lägger till kunskap om den tibetanska platån, som inte har studerats väl på grund av dess geografiska isolering och hårda klimat.

"Den tibetanska platån kallas ibland den tredje polen eftersom det finns så många höga berg och så mycket av området är täckt av snö och is, " sade Jiang. "Ekologiskt, det är en mycket viktig region, men relativt få ekologiska studier har någonsin gjorts där."