Økologiteam finder, at bladaffald har en langsommere nedbrydningshastighed i varme temperaturer

Den tid, det tager for et blad at nedbryde, kan være nøglen til at forstå, hvordan temperatur påvirker økosystemer, ifølge Kansas State University økologer.

Brug af løvstrøelsesdata i strømme fra 1, 025 publikationer, et team af internationale strømøkologer, herunder Kansas State Universitys Walter Dodds, universitets fremtrædende professor, og Lydia Zeglin, Assisterende professor, både i afdelingen for biologi, fundet gennemsnitlige bladaffaldsnedbrydningshastigheder er mindre end halvdelen af, hvad den metaboliske teori om økologi ville forudsige. Forskningen, som målte, hvor følsomt bladaffald er over for temperaturstigninger, er udgivet i Global forandringsbiologi .

"Teorien om, hvordan organismer reagerer på temperatur, siger, at organismer vil bevæge sig hurtigere ved højere temperaturer, " sagde Dodds. "Det forhold for enkelte organismer - uanset om det er et firben eller en bakterie - har en vis stigningshastighed med varmere temperaturer. Ifølge vores undersøgelse, nedbrydningshastigheden vil stadig ske hurtigere med en temperaturstigning, bare ikke så hurtigt, som vi havde forventet."

Holdet evaluerede data fra publikationer, der målte løvstrøelse i vandløb og floder og fastslog, at nedbrydningshastigheden for løvstrøelse kan stige 5-21 procent, hvis den gennemsnitlige vandtemperatur opvarmes omkring 1-4 grader Celsius. Dette fund er i modstrid med de metaboliske teoriestimater om en stigning på 10-45 procent med samme temperaturstigning.

Dodds sagde, at forstå sammenhængen mellem temperatur, bladnedbrydning og rindende vand kan hjælpe økologer med bedre at forudsige, hvordan kulstofkredsløbet vil reagere med fremtidige klimajusteringer. Da plantematerialer lagrer meget af verdens kulstof, og vandløb og floder hjælper med at transportere plantemateriale rundt i verden, Nedbrydning af bladaffald i vandløb kan være en stor bidragyder til atmosfærisk kulstof. Ifølge Zeglin, når blade falder i rindende vand, de kan transporteres til havet, og når de bevæger sig gennem vandet, vil de nedbrydes mere fuldstændigt. Hvis blade kommer ned i jorden og bevares, kulstof fra disse blade er mere tilbøjelige til at blive sekvestreret og ikke så let frigivet til atmosfæren som kuldioxid.

"Strømme tilfører en god mængde CO2 i atmosfæren, så den hastighed, hvormed disse blade nedbrydes, er en indikator for, hvor meget kulstof, der går ud i atmosfæren, " sagde Dodds. "Jo længere kulstof tilbageholdes og sidder fast i blade, i modsætning til at blive respireret som CO2 af enten mikroberne eller hvirvelløse dyr, der spiser bladene, des bedre."

Ved at kombinere alle tilgængelige forskningsdata og trække alle variablerne ud, økologerne så tendenser, der indikerede, at organismer kan tilpasse sig skiftende miljøforhold, og nedbrydningshastighederne kan ændre sig lidt, men bør ikke chokere systemet.

"Til en vis grad, biologiske samfund vil tilpasse sig miljøændringer, " sagde Dodds. "Enten vil organismerne tilpasse sig den skiftende temperatur, eller også vil forskellige organismer, der er effektive ved varmere temperaturer, tage deres plads. Hvis disse organismer ændrer hastigheden, hvormed plantemateriale nedbrydes, mere CO2 vil hurtigere vende tilbage til atmosfæren."

Forskerholdet kom op med ideen om at udtrække data fra tusindvis af allerede offentliggjorte undersøgelser og sammenligne nedbrydningsraterne for blade fra hele verden på en National Science Foundation Long Term Ecological Research, eller LTER, værksted. Dataene kom fra forskningsartikler om vandløb rundt om i verden, inklusive LTER-steder. Holdet fandt papirerne ved hjælp af videnskabelige søgemaskiner såsom Google Scholar eller Web of Science.

"Denne metaanalyse viser, at selvom der er variation fra sted til sted i forholdet mellem temperatur og nedbrydning, kompileringen af ​​information fra tusindvis af individuelle videnskabsmænds arbejde giver os mulighed for bedre at forstå de globale tendenser, " sagde Zeglin.