Forskere finder, at nedbørstærskler regulerer kulstofudveksling

En af de største kilder til usikkerhed om fremtidens klima er, om økosystemer vil fortsætte med at optage kuldioxid eller frigive det til atmosfæren. University of Montana forskere og medforfattere konfronterede dette problem ved at bruge atmosfæriske målinger og satellitobservationer til at teste modelsimuleringer i en nylig undersøgelse offentliggjort den 5. september i Naturkommunikation .

W.A. Franke College of Forestry and Conservation Research Scientist Zhihua Liu og hans kolleger sammenlignede atmosfæriske målinger og satellitobservationer med simuleringer af klimaændringsmodeller for bedre at kunne forudsige terrestrisk kulstofdynamik på tværs af det sammenhængende USA.

Økosystemer opsuger enten kulstof gennem fotosyntese - en negativ feedback, der kan reducere fremtidig opvarmning - eller frigiver det gennem respiration - en positiv feedback, der kan forbedre fremtidig opvarmning. At forstå, hvordan klimaændringer kan påvirke økosystemets fotosyntese og respiration, er afgørende for at forudsige fremtidens kulstofdynamik.

Lius team opdagede, at om økosystemer i hele USA optager kulstof eller frigiver det, er afhængig af vandtilgængeligheden. Den primære kontrol skifter fra produktion til respiration ved en årlig nedbørstærskel mellem 30 og 35 tommer i det sammenhængende USA. Kulstofbalancen i økosystemer i det tørre Vesten er meget følsom over for fotosyntese. I modsætning, kulstofbalancen i mere mesiske østlige amerikanske økosystemer er mere følsomme over for kulstof tabt gennem respiration.

Imidlertid, klimamodeller afspejler ikke denne nedbørstærskel. Liu og hans medforfattere fastslog, at disse modeller er alt for følsomme over for fotosyntese og ikke følsomme nok over for respiration, tyder på, at Jordens økosystemer kan miste mere kulstof til atmosfæren i fremtiden, efterhånden som overfladetemperaturerne fortsætter med at blive varmere.

"I forskellige regioner, den interårlige variation af nettokulstofoptagelsen er primært påvirket af forskellige processer - respiration eller fotosyntese, " sagde Liu. "Til mig, den vigtigste del af denne undersøgelse er, at modellerne skal forbedres med hensyn til respiration."

Medforfatter og UM bioklimatologi lektor Ashely Ballantyne tilføjer, "Denne undersøgelse tyder på, at vi ved mere om den negative feedback-loop og mindre om den positive."