Ett team av ekologer vid Freie Universität Berlin studerade marken och hur den påverkades av flera faktorer av klimatförändringar. Laget, ledd av Prof. Dr. Matthias Rillig, experimentellt undersökt effekter av upp till 10 faktorer av klimatförändringar genom att slumpmässigt lägga till ett ökande antal sådana faktorer. Resultat om markfunktioner och biologisk mångfald visade konsekventa trender med ett ökat antal faktorer som lagts till, oavsett vilka faktorerna var. Resultaten ger en sällsynt inblick i vad som kan hända under klimatförändringar när man överväger ett brett spektrum av faktorer samtidigt:det fanns ekologiska "överraskningar, " och det var ganska svårt att exakt förutsäga effekter när många faktorer var inblandade. Studien belyser det akuta behovet av att fokusera på multifaktorstudier och visas i det aktuella numret av Vetenskap .

Föreställ dig jord i staden eller på en jordbruksmark:vad kommer den att ha att göra med? Specifikt, hur många antropogena faktorer kommer att påverka det? Det kan bli stigande temperatur, torka, närvaron av mikroplast, olika bekämpningsmedel, tungmetaller, salthalt, atmosfäriskt kvävedeposition — ett brett spektrum av faktorer med olika verkningssätt och olika effekter. En sådan situation är mycket svår att fånga i experiment, eftersom en sådan studie skulle ha ett stort motsvarande antal faktorer, och alla kombinationer av sådana faktorer. Till exempel, ett experiment som undersöker effekten av 10 interagerande faktorer skulle ha över 1000 behandlingskombinationer. Sådana experiment är inte möjliga inom ekologi.

Antagligen av denna anledning, markekologer har hittills mest studerat effekterna av en eller två faktorer åt gången. "Omkring 99 procent av de över 1 000 artiklar som vi screenade för den här studien undersökte bara effekterna av en eller två faktorer på marken, med väldigt få experiment som tittar på fler faktorer, " förklarar Dr. Anika Lehmann, medlem av professor Rilligs team vid Freie Universität Berlin.

Rillig och medarbetare undersökte sedan effekterna av 10 faktorer av klimatförändringar i ett mikrokosmosexperiment. Först, varje faktor undersöktes för sig. Sedan tittade teamet på effekterna av att ha fler och fler faktorer inkluderade genom att slumpmässigt lägga till faktorer från uppsättningen av 10 faktorer. Den här vägen, de skulle kunna fråga:Vad är effekten av bara antalet faktorer, snarare än vad de faktiskt är? Resultaten var ganska överraskande, med tanke på det breda utbudet av faktorer som användes:För alla uppmätta svar, parametrar relaterade till markens kollagring och svamparnas biologiska mångfald, det fanns en tydlig trend med antalet faktorer som inkluderades; denna trend var en nedgång i markfunktioner och i biologisk mångfald.

Detta innebär att effekternas riktning kunde bestämmas helt enkelt genom att veta hur många faktorer som verkade på marken och dess organismer, oavsett vad de egentligen var. För att förutsäga den faktiska effekten, det var fortfarande bra att veta vilka faktorer som var inblandade, och det var mycket svårt till omöjligt att förutsäga vad de exakta svaren var eftersom ett ökande antal kom in, men effekternas riktning var tydlig.

"Konsekvenserna av dessa resultat är lite nyktra, men det finns också goda nyheter här, " förklarar Rillig. Först, detta betyder att forskare för närvarande fortfarande är ganska okunniga om vad som faktiskt kan hända med klimatförändringarna i verkligheten, med fler och fler faktorer som påverkar ekosystemen. Dessutom, det kan finnas några överraskningar på gång:t.ex. i experimentet, jordar blev vattenavvisande med många faktorer tillämpade, något som inte alls framgick av att titta på enfaktorsresultaten.

Å andra sidan, detta kan också betyda att allt hjälper – varje faktor som vi eliminerar eller minskar kommer potentiellt att hjälpa jordar och ekosystem. Dessutom, vissa faktorer hänger ihop, såsom klimatförändringsfaktorer eller användning av bekämpningsmedel, vilket innebär att genom att minska vissa (via beteendeförändringar eller lämpliga politiska åtgärder), andra kan minskas, också. "Vad som har blivit väldigt tydligt från vår studie är att vi behöver tänka om klimatförändringsbiologin med fokus på de många faktorerna och deras interaktioner, säger Rillig.