Klimaopvarmningseksperiment finder uventede resultater

Tropiske skove lagrer omkring en tredjedel af Jordens kulstof og omkring to tredjedele af dens overjordiske biomasse. De fleste klimaændringsmodeller forudsiger, at når verden opvarmes, al den biomasse nedbrydes hurtigere, hvilket ville sende meget mere kuldioxid ud i atmosfæren. Men ny forskning præsenteret på American Geophysical Unions 2018 Fall Meeting modsiger denne teori.

Stephanie Roe, en økologi-ph.d. studerende ved University of Virginia, målte nedbrydningshastigheden i kunstigt opvarmede skovområder i Puerto Rico. Hun fandt, at biomasse i de opvarmede arealer brød langsommere ned end prøver fra et kontrolsted, der ikke var opvarmet.

Hendes resultater viser, at når klimaet opvarmes, skovaffald kunne hobe sig op på jorden, i stedet for at bryde ned i jorden. Mindre nedbrydning betyder, at mindre kuldioxid frigives tilbage til atmosfæren. Men det betyder også mindre kulstof, der optages af jorden, hvor det er nødvendigt for at give næring til mikrobielle processer, der hjælper planter med at vokse.

"Disse resultater kan have betydelige konsekvenser for kulstofkredsløbet i en varmere fremtid, " sagde Roe.

Roe sagde, at der er få empiriske undersøgelser af, hvordan tropiske skove vil reagere på klimaændringer. Hun satte sig for at løse dette hul i juni 2017, da hun og hendes forskerhold rejste til El Yunque National Forest i Puerto Rico. De landede på et sted kaldet TRACE-the Tropical Responses to Altered Climate Experiment.

TRACE er det første langsigtede opvarmningseksperiment nogensinde udført i en tropisk skov. Det blev etableret af US Forest Service i 2016 til forskning som Roe's. Pladsen består af tre sekskantede jordlodder omgivet af en ring af infrarøde varmeapparater hævet fire meter over jorden, og yderligere tre grunde omgivet af falske varmeovne, der bruges som "kontrol" skov.

Rogn samlede blade fra parcellerne, tørrede dem ud i laboratoriet, og derefter returnerede dem til grundene tilfældigt. Ud over de hjemmehørende planter, hun inkluderede også sort og grøn te, og ispinde til at repræsentere træagtig biomasse, for at se, hvordan forskellige materialer ville reagere på opvarmningen.

Varmerne var programmeret til kontinuerligt at opvarme grundene til fire grader højere end den omgivende temperatur i skoven. Forsøget skulle løbe i et helt år, men i begyndelsen af ​​oktober Orkanen Maria fejede ind over øen, ødelægge TRACE-webstederne.

Roe var tilbage i Virginia, da stormen ramte. Hun havde indsamlet prøver fra de første måneder af eksperimentet, og de viste allerede tegn på betydelig nedbrydning, så hun besluttede at gå videre med analysen baseret på det, hun havde. Og resultaterne blev ikke, som hun troede, de ville være.

"Vi ville forvente, at mikrober har en tendens til at arbejde hurtigere, ligesom deres stofskifte stiger, med varmere temperaturer, " sagde Roe. "Så vi ville forvente at se en stigning i aktiviteten af ​​mikrober og andre nedbrydere til at nedbryde affaldet."

Men i stedet for at se hurtigere nedbrydningshastigheder, Roe observerede, at opvarmningen gav en udtørrende effekt i parcellerne, hvilket bremsede nedbrydningen. "Det, vi fandt, er faktisk, at det gik den anden vej, fordi fugt blev påvirket så meget, " sagde Roe. Fugten i affaldet fra behandlingsstederne blev i gennemsnit reduceret med 38 procent.

Roe påpegede, at stigningen i hyppigheden og sværhedsgraden af ​​storme i regionen kunne forstærke denne effekt. Orkanen Maria reducerede betydelige dele af trækronen i El Yunque, lader meget mere sollys nå ned til skovbunden, hvilket kan tørre affaldet op.

Resultaterne, som Roe delte, er foreløbige og endnu ikke offentliggjort. Hendes næste projekt er at lave yderligere analyse af næringsstofferne i kuldet og af de mikrobielle samfund for at se, om der er andre faktorer, der kan forklare den uventede opbremsning i nedbrydningen.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra AGU Blogs (http://blogs.agu.org), et fællesskab af blogs om jord- og rumvidenskab, vært af American Geophysical Union. Læs den originale historie her.