En ny studie visar att den allvarliga effekten av sommartorkan som drabbade Europa 2018 delvis berodde på vårens värmebölja som föregick den, som utlöste tidig och snabb växttillväxt, utarmar markfuktigheten.

Med mycket solsken, höga temperaturer, och slutligen torka, sommaren 2018 var extremt torr i Europa – särskilt i norra och centrala Europa. Bland konsekvenserna av bristen på nederbörd var skogsbränder och betydande skördeförluster, som hade en betydande ekonomisk inverkan. Bara i Tyskland de belopp som betalades ut till jordbrukarna som ersättning uppgick till 340 miljoner euro. Torkan 2018 skilde sig från de torra somrarna 2003 och 2010 såtillvida att den föregicks över stora delar av Centraleuropa av en ovanlig vårvärme.

Ett internationellt samarbete, ledd av forskarna Ana Bastos och Julia Pongratz från Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) i München, har nu visat att vårens värmebölja förstärkte effekterna av den efterföljande sommartorkan. Sommartorkans inverkan på ekosystemens produktivitet och kolbalans varierade i regional skala, beroende på arten av den dominerande vegetationstypen. I ljuset av den pågående globala uppvärmningen, förekomsten av sommarvärmeböljor och periodiska torka förväntas öka. Enligt författarna till studien, antagandet av alternativa markförvaltningsstrategier skulle kunna erbjuda sätt att mildra torka och deras effekter. Resultaten visas i nättidningen Vetenskapliga framsteg .

Forskningsstudier av sommarens torka 2003 och 2010 har visat att ekosystemen absorberade mindre koldioxid än vanligt, eftersom deras produktivitet var begränsad på grund av bristen på vatten, de höga temperaturerna och brandskadorna. "Lite är känt om huruvida och hur föregående väderparametrar påverkar ekosystemens reaktion på extrema förhållanden under sommaren, " säger huvudförfattaren till den nya studien, Ana Bastos, som nu leder en forskargrupp vid Max Planck-institutet för biogeokemi i Jena. "För att svara på denna fråga, vi använde år 2018 i Europa som en fallstudie och genomförde klimatsimuleringar med 11 olika vegetationsmodeller."

Resultaten visar att de varma och soliga förhållandena som rådde under våren ledde till en kraftigare vegetationstillväxt, som också startade tidigare än vanligt. Detta i sin tur ökade upptaget av koldioxid under våren. Dock, påverkan på den årliga produktiviteten – och därmed på den övergripande kolbalansen – varierade mycket mellan regionerna. "När växter återupptar tillväxt tidigare på året, de använder mer vatten, " säger Bastos. "I Centraleuropa, snabb växttillväxt på våren minskade markant vattenhalten i marken. Till sommaren, nivån av markfuktighet var redan otillräcklig för att bibehålla den biomassa som hade ackumulerats, gör ekosystemen mer sårbara för effekterna av torkan." Enligt modellerna, denna effekt förklarar ungefär hälften av sommarens markfuktighetsunderskott. Därför, i Centraleuropa hade de höga vårtemperaturerna en negativ inverkan på ekosystemens produktivitet och nettoupptaget av koldioxid senare under året.

I Skandinavien å andra sidan, den tidigare uppkomsten av tillväxt kompenserade för den torka-inducerade produktivitetsförlusten senare på sommaren. Som ett resultat, nivåer av ekosystemaktivitet, samt den årliga kolbalansen, var antingen neutrala eller något på den positiva sidan. Författarna tillskriver detta olika regionala beteende till den specifika vegetationen i de två regionerna. I Centraleuropa, åkermark och betesmark dominerar landskapet, medan skogar täcker stora delar av Skandinavien. "Träd använder vatten något mer ekonomiskt, " säger Bastos. "Om de växer snabbare på våren, de förbrukar också mer vatten än de annars skulle. Men de kan kontrollera vattenförlusten från transpiration genom att justera öppningen av stomatala porer i deras blad, " förklarar hon. Dessutom, träd har djupare rötter än gräs eller växter, vilket gör det möjligt för dem att tappa det vatten som finns på större djup under perioder av torka. Av dessa anledningar, de boreala skogarna i norra Europa upprätthöll nästan normala nivåer av kolfixering, även under den starka torkan.

Övergripande, de nya simuleringarna indikerar att den varma våren 2018 antingen bidrog till att förstärka ekosystemens sårbarhet för sommartorka, i centraleuropa, eller för att mildra de negativa effekterna av en varm och torr sommar, i Skandinavien, relaterat till skillnader i marktäckning och vattenanvändning genom vegetation. Dessa fynd tyder på att bättre data om tillväxthastigheter för vegetation på våren skulle kunna fungera som en kompletterande tidig indikator på annalkande sommartorka. Dessutom, de negativa effekterna av framtida värmeböljor och torka skulle kanske kunna minskas med hjälp av alternativa metoder för markförvaltning. "I längden, på grund av klimatförändringarna, vårvegetation kommer regelbundet att växa i snabbare takt, konsumerar mer vatten och ökar risken för sommartorka, ", säger Julia Pongratz. "Det kan vara möjligt att göra ekosystemen mer motståndskraftiga genom att ändra växttäcket – till exempel, genom att plantera bestånd av träd i omedelbar närhet av åkermark. Men mer extrem vattenbrist på sommaren kommer i sig att förändra ekosystemens natur, om gränsvärdena för dödlighet och brandförekomst överskrids oftare. Så det är inte alls klart om Europas ekosystem kommer att fortsätta att fungera som koldioxidsänkor i framtiden."