Gräsmarker förvaltas över hela världen för att stödja boskapsproduktion, medan de förblir naturliga eller semi-naturliga tillhandahåller viktiga tjänster som bidrar till välbefinnandet för både människor och planeten. Mänsklig verksamhet är, dock, orsakar gräsmarker att bli en källa till utsläpp av växthusgaser snarare än en kolsänka. En ny studie publicerad i Naturkommunikation rapporterar hur gräsmarker som används av människor har förändrat vårt klimat under de senaste århundradena.

Gräsmarker är det mest omfattande markbiomet på jorden och är av avgörande betydelse för djurfoder, biologisk mångfald och ekosystemtjänster. De absorberar och släpper ut koldioxid (CO ₂ ), och avger metan (CH ₄ ) från betande boskap och lustgas (N ₂ O) från jord, särskilt när gödsel eller mineralgödsel införs. Lite är känt, dock, om hur flödet av dessa tre växthusgaser från förvaltade och naturliga gräsmarker över hela världen har bidragit till klimatförändringarna tidigare, eller om rollen som förvaltade betesmarker kontra naturliga eller mycket glest betade gräsmarker.

För att komma till rätta med denna kunskapslucka, ett internationellt forskarlag kvantifierade förändringarna i kollagring och växthusgasflöden i naturliga och skötta gräsmarker mellan 1750 och 2012. Studiens omfattande uppskattningar av globala gräsmarkers bidrag till tidigare klimatförändringar illustrerar den viktiga klimatkylningstjänsten som glesbetade områden tillhandahåller, och det växande bidraget till uppvärmningen från snabbt ökande djurbesättningar och mer intensiv förvaltning, som är förknippade med mer CH ₄ och n ₂ O -utsläpp vid bestämning av den aktuella nettoklimateffekten av gräsmarkens biom.

"Vi byggde och tillämpade en ny rumsligt explicit global gräsmarksmodell som inkluderar mekanismer för markorganiskt material och växtproduktivitetsförändringar drivna av historiska förändringar i boskap och minskningen av vilda betar i varje region. Denna modell är en av de första som simulerar den regionala detaljer om förändrad markanvändning och nedbrytning från överbelastning av boskap, " förklarar Jinfeng Chang, som ledde studien vid IIASA och är nu baserad på Zhejiang University i Kina. "Vi tittade också på effekten av bränder och förluster av koldioxid genom vattenerosion; CH ₄ utsläpp från djur; N ₂ O -utsläpp från djurutsöndring, gödsel och mineralgödseltillämpningar; och nedfall av kväve i atmosfären."

Studien visar att utsläpp av CH ₄ och n ₂ O från gräsmarker ökade med en faktor 2,5 sedan 1750 på grund av ökade utsläpp från boskap som mer än kompenserat för minskade utsläpp från det krympande antalet vilda betare. Gräsmarkernas nettoeffekt av kolsänkning - med andra ord, gräsmarkernas förmåga att absorbera mer kol och packa det i jorden - uppskattades ha intensifierats under det senaste århundradet, men främst över glest betade och naturliga gräsmarker. Omvänt, under det senaste decenniet, gräsmarker som intensivt förvaltas av människor har blivit en nettokälla till utsläpp av växthusgaser - i själva verket den har utsläppsnivåer av växthusgaser som liknar de globala odlingsområdena, som representerar en stor källa till växthusgaser.

"Våra resultat visar att de olika mänskliga aktiviteterna som har påverkat gräsmarker har förskjutit balansen mellan avlägsnande av växthusgaser och utsläpp mer mot uppvärmning i intensivt exploaterade betesmarker, och mer mot kylning i naturliga och semi-naturliga system. Av en slump, tills nyligen har de två gräsmarkerna nästan avbrutit varandra, " konstaterar medförfattaren Thomas Gasser från IIASA. "Men, de senaste trenderna vi ser mot expansion av betesmark och högre boskapssiffror får oss att räkna med att globala gräsmarker kommer att påskynda klimatuppvärmningen om det inte införs en bättre politik för att gynna koldioxidökningar i marken, stoppa avskogningen för ranch, och utveckla klimatsmarta boskapsproduktionssystem."

Enligt författarna, de kyltjänster som tillhandahålls av glest betade eller vilda gräsmarker gör det tydligt att länder inte bara bör bedöma växthusgasbudgeten för sina skötta betesmarker (såsom specificeras i de nuvarande nationella reglerna för rapportering av växthusgaser i FN:s ramkonvention om klimatförändringar), men också sänkor och källor till glest betade utmarker, stäpper, tundra och vilda gräsmarker. Fullständig rapportering av växthusgaser för varje land kan underlätta bedömningen av framstegen mot Parisavtalets mål och bättre koppla nationella växthusgasbudgetar till de observerade tillväxttakten för utsläpp i atmosfären.

"I samband med lågvärmande klimatmål, gräsmarkernas förmildrande eller förstärkande roll beror på ett antal aspekter. Detta inkluderar framtida förändringar i antalet djur med gräsmatning; stabiliteten hos ackumulerat jordkol i gräsmarker; och om kollagringen kan ökas ytterligare med tiden eller om den kommer att mättas, som observerats i långsiktiga experiment, avslutar Philippe Ciais, en studie medförfattare från Laboratory for Sciences of Climate and Environment (LSCE).