Känslighet av ekosystemproduktion och andning för nederbörd visade ett tröskelbeteende över det angränsande USA. Kredit:Med tillstånd av Zhihua Liu
En av de största källorna till osäkerhet om det framtida klimatet är om ekosystemen kommer att fortsätta att ta upp koldioxid eller släppa ut den till atmosfären. University of Montana forskare och medförfattare konfronterade detta problem med hjälp av atmosfäriska mätningar och satellitobservationer för att testa modellsimuleringar i en nyligen publicerad studie publicerad den 5 september i Naturkommunikation .
W.A. Franke College of Forestry and Conservation Research Scientist Zhihua Liu och kollegor jämförde atmosfäriska mätningar och satellitobservationer med simuleringar av klimatförändringsmodeller för att bättre förutsäga markbunden koldynamik över det angränsande USA.
Ekosystem suger antingen upp kol genom fotosyntes – en negativ återkoppling som kan minska framtida uppvärmning – eller frigör den genom andning – en positiv återkoppling som kan förbättra framtida uppvärmning. Att förstå hur klimatförändringar kan påverka ekosystemets fotosyntes och andning är avgörande för att förutsäga framtida koldynamik.
Lius team upptäckte att om ekosystem över hela USA tar upp kol eller släpper det beror på tillgången på vatten. Den primära kontrollen växlar från produktion till andning vid en årlig nederbördströskel mellan 30 och 35 tum i det angränsande USA. Kolbalansen i ekosystemen i torra västern är mycket känslig för fotosyntes. I kontrast, kolbalansen i mer mesiska ekosystem i östra USA är känsligare för kol som förloras genom andning.
Dock, klimatmodeller återspeglar inte denna nederbördströskel. Liu och hans medförfattare fastställde att dessa modeller är alldeles för känsliga för fotosyntes och inte tillräckligt känsliga för andning, vilket tyder på att jordens ekosystem kan förlora mer kol till atmosfären i framtiden när yttemperaturerna fortsätter att värmas upp.
"I olika regioner, den årliga variationen av nettokolupptaget påverkas främst av olika processer – andning eller fotosyntes, " sa Liu. "Till mig, den viktigaste delen av denna studie är att modellerna behöver förbättras när det gäller andning."
Medförfattare och UM bioklimatologi docent Ashely Ballantyne tillägger, "Denna studie tyder på att vi vet mer om den negativa återkopplingsslingan och mindre om den positiva."
