Forskere bruger nye metoder til at undersøge bevægelse af kulstof i nordlige terrestriske økosystemer

En ny undersøgelse, udgivet i Global ændringsbiologi , anvender nye metodologiske fremskridt til at undersøge bevægelsen af ​​kuldioxid (CO ₂ ) ind og ud af nordlige terrestriske økosystemer og identificere CO ₂ optagelses- og frigivelsesmønstre på tværs af forskellige regioner. Fordi de nordlige permafrostregioner lagrer omkring halvdelen af ​​det globale jordiske organiske kulstof, som er sårbar over for nedbrydning og emission til atmosfæren med klimaopvarmning, forbedring af forståelsen af ​​kulstofudsving i høj breddegrad er afgørende for at spore globale CO2-budgetter og afbøde virkningerne af klimaændringer.

Undersøgelsen tog en hidtil uset tilgang til evaluering af kulstofstrømme i boreale og tundraområder, syntetisering af data fra 148 websteder ved hjælp af en kombination af almindeligt anvendte statistiske og maskinlæringsmodeller, og fjernmåling og geospatiale data til analyse af mønstre og drivere for økosystem CO ₂ "dræn" (nettofjernelse af CO ₂ fra atmosfæren) og CO ₂ "kilder" (netto frigivelse af CO ₂ i atmosfæren). Resultaterne indikerer, at Fennoscandia, Europæisk Rusland, det sydlige Canada, og det sydlige Sibirien blev alle fundet at være årlige kuldioxidvaske, mens det nordlige og centrale Sibirien, det nordlige og centrale Alaska, og det nordlige Canada viste sig alle at være årlige kilder, afslører nuance og variation ikke kun mellem regioner, men også inden for. Gennemsnitlig, både boreale og tundra biomer fungerer fortsat som CO ₂ dræn, selvom tundraen viste sig at være en mindre effektiv synk, end nogle tidligere undersøgelser har vist-et resultat, der kan indikere et potentielt skift i kulstofbevægelsen gennem vores økosystemer som følge af klimaændringer og permafrost-optøning.

"Der er stadig stor usikkerhed i storstilet kuldioxidflukssyntese og modellering, men det faktum, at den boreale region er en stærk kuldioxidvaske, mens tundrabiomet er tættere på kuldioxidneutral giver os værdifuld indsigt i kulstofbalancen i regionen, "sagde Woodwell klimaforsker, tidligere ph.d. studerende ved Helsinki Universitet, og hovedforfatter af rapporten, Dr. Anna Virkkala. "Det fortæller os, at plantens kulstofoptagelse i tundraen næsten ikke følger med kuldioxidemissionerne forbundet med, for eksempel, permafrost tø, og vi er nødt til at holde øje med, hvordan disse kulstofbudgetter ændrer sig i løbet af de næste mange årtier. "

"Når klimaet bliver varmere, vi ser permafrost optø sammen med flere brande og andre forstyrrelser, "sagde Woodwell klimaforsker og rapportmedforfatter Dr. Brendan Rogers." Dataene fra dette arbejde viser, at, lige nu, uforstyrrede boreale skove og boreale vådområder fortsætter med at opsamle kuldioxid, der hvert år udsendes i atmosfæren på grund af menneskelige aktiviteter. Bekymringen er, at disse positive tilbagekoblingssløjfer i sidste ende vil få områder, der historisk har fungeret som kulstofvaske, til at blive kulstofkilder. Bare fordi en region fungerer som en vask nu, betyder det ikke, at den vil tjene som en 30 år fra nu. "

"De metoder, vi udviklede til denne undersøgelse, er et stærkt skridt i retning af at skabe bedre forudsigelser af kuldioxidflukser, "sagde Miska Luoto, professor i fysisk geografi ved universitetet i Helsinki. "Imidlertid, som følge af store miljømæssige og geografiske huller, det er fortsat en udfordring at tage højde for variationen på grund af faktorer som brand og logning - som fungerer til at reducere netto kuldioxidvasken, og vil sandsynligvis have indflydelse på undersøgelsesresultaterne. Mens vores metoder lægger grundlaget, det vil være vigtigt at fortsætte vores forskning for mest præcist og effektivt at forstå bevægelse af kulstof i regionen, og dens konsekvenser, om ændret klima. "

Studiet, medforfatter af Woodwell Climate's Dr. Virkkala, Dr. Rogers, Dr. Sue Natali, Dr. Watts, og Potter, sammen med 44 forskere fra institutioner rundt om i verden, tager et vigtigt skridt mod en bedre forståelse af regionale og globale kulstofbalancer, og nøjagtigheden og effektiviteten af ​​de tilgængelige værktøjer og metoder til at måle dem. For at bygge videre på dette arbejde og støtte fremtidige undersøgelser, Woodwells team planlægger at frigive en opdateret database over kuldioxidflux med forbedret geografisk og sæsonbestemt dækning for at udvikle forbedrede modeller af CO ₂ strømninger og overvåge vigtige ændringer og deres konsekvenser på tværs af de høje breddegrader.