Varme kilder bringer tidligt, hurtig plantevækst, og alvorlig tørke

En ny undersøgelse viser, at den alvorlige påvirkning af sommertørken, der ramte Europa i 2018, delvist skyldtes forårets hedebølge, der gik forud for den, som udløste tidlig og hurtig plantevækst, udtømmer jordens fugtighed.

Med masser af solskin, høje temperaturer, og i sidste ende tørke, sommeren 2018 var ekstremt tør i Europa – især Nord- og Centraleuropa. Blandt konsekvenserne af den manglende nedbør var skovbrande og betydelige høsttab, hvilket har haft stor økonomisk betydning. Alene i Tyskland, de beløb, der blev udbetalt til landmændene i kompensation, beløb sig til 340 mio. EUR. Tørken i 2018 adskilte sig fra de tørre somre 2003 og 2010, for så vidt som den blev forud for store dele af Centraleuropa af en usædvanlig forårshedebølge.

Et internationalt samarbejde, ledet af forskerne Ana Bastos og Julia Pongratz fra Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) i München, har nu vist, at forårets hedebølge forstærkede virkningerne af den efterfølgende sommertørke. Sommertørkens indvirkning på økosystemernes produktivitet og kulstofbalance varierede på regionalt plan, afhængig af arten af ​​den dominerende vegetationstype. I lyset af den igangværende globale opvarmning, forekomsten af ​​sommerhedebølger og periodiske tørker forventes at stige. Ifølge forfatterne af undersøgelsen, vedtagelsen af ​​alternative jordforvaltningsstrategier kunne tilbyde måder at afbøde tørke og deres virkninger. Resultaterne fremgår af online-journalen Videnskabens fremskridt .

Forskningsundersøgelser af sommertørken i 2003 og 2010 har afsløret, at økosystemer optog mindre kuldioxid end normalt, fordi deres produktivitet var begrænset på grund af mangel på vand, de høje temperaturer og brandskader. "Lidt er kendt om, hvorvidt og hvordan forudgående vejrparametre påvirker økosystemernes reaktion på ekstreme forhold om sommeren, " siger hovedforfatteren af ​​den nye undersøgelse, Ana Bastos, der nu leder en forskningsgruppe ved Max Planck Institute for Biogeochemistry i Jena. "For at besvare dette spørgsmål, vi brugte året 2018 i Europa som et case-studie og udførte klimasimuleringer med 11 forskellige vegetationsmodeller."

Resultaterne viser, at de varme og solrige forhold, der herskede i foråret, førte til kraftigere vegetationsvækst, som også startede tidligere end normalt. Dette øgede igen optagelsen af ​​kuldioxid i løbet af foråret. Imidlertid, virkningen på den årlige produktivitet - og derfor på den samlede kulstofbalance - var meget variabel på tværs af regioner. "Når planterne genoptager væksten tidligere på året, de bruger mere vand, " siger Bastos. "I Centraleuropa, hurtig plantevækst om foråret reducerede jordens vandindhold væsentligt. Til sommer, jordfugtighedsniveauet var allerede utilstrækkeligt til at opretholde den biomasse, der var ophobet, gør økosystemer mere sårbare over for virkningerne af tørken." Ifølge modellerne, denne effekt forklarer omkring halvdelen af ​​sommerens jordfugtighedsunderskud. Derfor, i Centraleuropa havde de høje forårstemperaturer en negativ indvirkning på økosystemernes produktivitet og nettooptagelsen af ​​kuldioxid senere på året.

I Skandinavien på den anden side, den tidligere begyndende vækst kompenserede for det tørke-inducerede tab af produktivitet senere på sommeren. Som resultat, niveauer af økosystemaktivitet, samt den årlige kulstofbalance, var enten neutrale eller lidt på den positive side. Forfatterne tilskriver denne forskellige regionale adfærd den specifikke vegetation i de to regioner. I Centraleuropa, agerjord og græsgange dominerer landskabet, mens skove dækker store dele af Skandinavien. "Træer bruger vand noget mere økonomisk, " siger Bastos. "Hvis de vokser hurtigere om foråret, de forbruger også mere vand, end de ellers ville. Men de kan kontrollere vandtab fra transpiration ved at justere åbningen af ​​stomatale porer i deres blade, " forklarer hun. Desuden træer har dybere rødder end græsser eller afgrødeplanter, hvilket gør dem i stand til at tappe det vand, der er til stede på større dybder i perioder med tørke. Af disse grunde, de boreale skove i Nordeuropa opretholdt næsten normale niveauer af kulstofbinding, selv under den stærke tørke.

Samlet set, de nye simuleringer indikerer, at det varme forår i 2018 enten bidrog til at forstærke økosystemernes sårbarhed over for sommertørke, i centraleuropa, eller for at afbøde de negative virkninger af en varm og tør sommer, i Skandinavien, relateret til forskelle i landdækning og vandforbrug ved vegetation. Disse resultater tyder på, at bedre data om vækstrater for vegetation om foråret kunne tjene som en supplerende tidlig indikator for forestående sommertørke. I øvrigt, de negative virkninger af fremtidige hedebølger og tørker kan måske reduceres ved hjælp af alternative tilgange til arealforvaltning. "På lang sigt, på grund af klimaændringer, forårsvegetation vil regelmæssigt vokse med hurtigere hastigheder, forbruge mere vand og øge risikoen for sommertørke, " siger Julia Pongratz. "Det kan være muligt at gøre økosystemer mere modstandsdygtige ved at ændre plantedækket - f.eks. ved at plante bevoksninger af træer i umiddelbar nærhed af dyrket mark. Men mere ekstrem vandmangel om sommeren vil i sig selv ændre karakteren af ​​økosystemer, hvis tærskelniveauer for dødelighed og brandhyppighed overskrides hyppigere. Så det er slet ikke klart, om Europas økosystemer vil fortsætte med at fungere som kuldioxiddræn i fremtiden."