Det uppvärmande klimatet förändrar dynamiken i tundramiljöer och gör att de frigör infångat kol, enligt en ny studie publicerad i Nature . Dessa förändringar kan förvandla tundra från kolsänkor till kolkällor, vilket förvärrar effekterna av klimatförändringarna.
Ett team av mer än 70 forskare från olika länder använde så kallade öppna kammare (OTC) för att experimentellt simulera effekterna av uppvärmningen på 28 tundraplatser runt om i världen. OTC:er fungerar i princip som miniväxthus, blockerar vind och fångar värme för att skapa lokal uppvärmning.
Uppvärmningsexperimenten ledde till en ökning av lufttemperaturen med 1,4 grader Celsius och en ökning av marktemperaturen med 0,4 grader, tillsammans med en minskning av markfuktigheten med 1,6 procent. Dessa förändringar ökade ekosystemets andning med 30 procent under växtsäsongen, vilket gjorde att mer kol frigjordes på grund av ökad metabolisk aktivitet i jord och växter. Förändringarna kvarstod i minst 25 år efter starten av den experimentella uppvärmningen – vilket tidigare studier inte hade avslöjat.
"Vi visste från tidigare studier att vi sannolikt skulle hitta en ökning av andningen med uppvärmningen, men vi fann en anmärkningsvärd ökning - nästan fyra gånger större än tidigare uppskattat, även om den varierade med tid och plats", säger Sybryn Maes vid Umeå universitet. studiens huvudförfattare.
Ökningen av ekosystemets andning varierade också med lokala markförhållanden, såsom kväve och pH-nivåer. Det betyder att skillnader i markförhållanden och andra faktorer leder till geografiska skillnader i responsen – vissa regioner kommer att se mer kolutsläpp än andra. Att förstå sambanden mellan markförhållanden och andning som svar på uppvärmning är viktigt för att skapa bättre klimatmodeller.
"Vårt arbete representerar den första bedömningen av ekosystemets andningsrespons på experimentell uppvärmning över en så bred miljögradient på tundran, med en omfattande uppsättning miljöfaktorer", säger docent Ellen Dorrepaal vid Umeå universitet.
Studien ger också ett bredare perspektiv på arktiska och alpina regioner genom att förutsäga ökningar i andning över hela tundraområdet, tillsammans med mer detaljerad information om variationer i responsens känslighet.
"Vi ser att vissa områden, särskilt delar av Sibirien och Kanada, uppvisar större känslighet för uppvärmning", säger professor Matti Kummu vid Aalto-universitetet. "Vi förväntar oss en ökning av andningen över hela den arktiska och alpina tundran, men mer in situ-data, särskilt om de lokala markförhållandena, är nyckeln till att ta itu med de utestående osäkerheterna och förfina våra förutsägelser."
Att förstå hur ekosystem förändras som svar på klimatförändringar och hur dessa förändringar återspeglas i klimatet är avgörande för att få en korrekt bild av hur vår värld kommer att förändras. Dessa fynd fungerar som en viktig baslinje för förbättrade klimatmodeller, men forskarna planerar att förfina dem ytterligare genom att analysera hur de experimentella platserna förändras över tid och utöka experimentets omfattning till att inkludera nya platser.
Mer information: Sybryn Maes, Miljöfaktorer för ökad ekosystemandning i en värmande tundra, Nature (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07274-7. www.nature.com/articles/s41586-024-07274-7
Journalinformation: Natur
Tillhandahålls av Umeå universitet
