Storbritanniens spektakulära landskap lockar miljontals besökare från hela världen. Ikonisk hed, torvmarker och sjöar ser inte bara vackra ut. De formas av det förändrade klimatet.

När de förändras, de skapar en bild av den globala uppvärmningens inverkan som kan hjälpa forskare att hitta lösningar. Landskapet spelar också en nyckelroll i klimatförändringen genom att lagra kol så att det inte släpps ut i atmosfären.

Men hur processerna hänger ihop, och hur växter och jordar reagerar på global uppvärmning, förblir oklart. NERC finansierar forskning för att ta reda på hur land och hav kan hanteras för att skydda sina kollager, såväl som människor och vilda djur som förlitar sig på den för att överleva.

I Wales, experter vid NERC:s Center for Ecology &Hydrology (CEH) har ägnat nästan 20 år åt att förbättra vår förståelse av effekterna av minskat regn och höjda temperaturer på höglandshedar och torvmarker som traditionellt används för bergsbruk.

Gardiner för kol

Arbetet går ut på att använda regn- och ljussensorer för att aktivera "gardiner" av plast på en uppsättning experimentella tomter på sluttningen för att manipulera markfuktighet och värme.

De har funnit att, i tomter där de skapade förhållanden som efterliknade torka, marken förlorade upp till 10 % mer kol. Resultaten tyder på att klimatförändringar kan vara en ond cirkel. Eftersom den globala uppvärmningen orsakar mer extrema torra stavar, markens förmåga att lagra kol minskar. Det kan i sin tur leda till att ännu mer kol släpps ut i atmosfären och därmed mer uppvärmning.

Aktivitet från bakterier, svampar och växtrötter i jorden gör att kol lagras eller släpps ut. Sabine Reinsch, CEH markekolog, förklarade:

När marken är vattensjuk, organismer som mikrober och svampar, och även växtrötter, är mindre aktiva så de frigör mindre kol i form av koldioxid och andra växthusgaser. När jorden torkar ut, och förblir torr, dessa processer påskyndar och de frigör mer kol. Våra experimenttorkade tomter är nu permanent torra, tappar kol året runt.

En annan viktig upptäckt från det pågående arbetet var att jordar som värmdes upp på natten förlorade mindre kol än förväntat. Teamet satte ner det till en överraskande mängd mossa som växte på markytan. Det verkar ha hindrat jorden från att torka ut, vilket sedan minskade koldioxidutsläppen. Sabine tillade:"Det var inte vad vi förväntade oss eftersom uppvärmningen också gör att jorden torkar ut. Vi vet inte riktigt vad mossan gör med jordens egenskaper så vi hoppas att en doktorand kan titta på det. ytterligare."

CEH samlar och analyserar för närvarande dagliga realtidsdata om markfuktighet och temperatur för att hjälpa till att avslöja mer om hur det påverkar mängden kol det lagrar och släpper ut. Sålänge, Sabine sa:

Den viktiga punkten är att vad markförvaltning än gör med torvmarker för att hålla markens kol inlåst, vi måste hantera markvattnet smart.

Vad får torvmarkerna att ticka

I Skottland, NERC finansierar också arbete för att ta reda på hur torvmossar lagrar kol för att förbättra regeringarnas återställningsarbete på flera miljoner pund. Torvmarken här rymmer för närvarande mer än 1,6 miljarder ton kol, men det går förlorat på grund av skador som främst orsakas av skogssektorn.

Nicholle Bell, NERC soil security program forskare vid University of Edinburgh, letar efter skyddande molekyler i torven som experter misstänker kan vara nyckeln till hur den lagrar kol. Hon sa:

Om vi ​​kan förstå vad som får torvmarker att fästa, vi kan hjälpa dem att utföra viktiga ekologiska tjänster, inklusive kolavskiljning.

Havs sjöar

Sist men inte minst är havsbotten, som forskning har funnit spelar en betydande roll för att lagra kol på lång sikt. Nya sätt att analysera innehållet i sediment på upp till 70 m djup i skotska sjöar har gjort det möjligt för experter att göra de första vetenskapliga uppskattningarna av mängden kol som finns i leran.

Det beloppet, cirka 640 miljoner ton, är ungefär tre gånger mindre än den som lagras i Skottlands torvmarker. Men, eftersom fjordarna täcker ett mycket mindre område än torvmarker – bara 1, 221 km2 jämfört med 17, 270 km2 – de är ett mycket effektivare kollager.

Ledande forskare, University of St Andrews doktorand Craig Smeaton, sa:

Även om dessa viktiga kustnära och marina kolförråd inte längre är bortglömda, detta är bara det första steget för att verkligen förstå kolet i kusthavet och hur det passar in i den globala kolcykeln.

Den här historien återpubliceras med tillstånd av Planet Earth online, en fri, medföljande webbplats till den prisbelönta tidskriften Planet Earth publicerad och finansierad av Natural Environment Research Council (NERC).