Søsedimenter viser sammenhæng mellem klimaændringer og skovbrande i de australske alper

En lille sø kun fem kilometer fra toppen af ​​Mount Kosciuszko har givet forskerne den bedste indikation til dato på sammenhængen mellem stigende temperaturer, tab af hjemmehørende plantearter og hyppigere brande i Snowy Mountains.

I en undersøgelse ledet af UNSW Sydney, klimaforskere, biologer og ingeniører studerede en kerneprøve fra bunden af ​​Club Lake, der gav dem et øjebliksbillede af klimaet og miljøet i området i løbet af de sidste 3500 år.

De var overraskede over at opdage, at i den gradvise stigning i temperaturerne i denne periode, der var en dramatisk opvarmning for 1600 år siden, der varede omkring seks århundreder. Det var præget af en stigning i regional brandaktivitet og et skift af vegetation til højere højder.

Det, der gør denne klimatiske anomali interessant, er, at den har slående lighed med i dag. Ikke alene stiger temperaturen i dag med lignende hastigheder, men hjemmehørende plantearter bevæger sig til køligere, højere højder, mens skovbrande bliver hyppigere og ødelæggende.

Undersøgelse hovedforfatter Dr. Zoë Thomas siger, at indsigterne fra fortiden kan hjælpe regeringer, miljøagenturer og videnskabsmænd kommer med effektive strategier til at beskytte de hjemmehørende plantearter i de australske alper – nu truet af klimaændringer og hyppigere skovbrande.

"Da klimaet pludselig blev opvarmet for omkring 1600 år siden, vi så et fald i alpine planter som urter og buske og en øget overflod af træer, især eukalyptus, hvilket også faldt sammen med mere brandaktivitet, " siger Dr. Thomas.

I dag, temperaturerne forventes at stige mindst 1 ° C, mens snedækket vil falde væsentligt i løbet af de næste to årtier, som Dr. Thomas siger sætter området på en lignende bane for 1600 år siden. Men denne gang har området haft den ekstra stress af mere end et århundredes græsning og i nyere tid, virkningen af ​​turismen.

"Stigende temperaturer kan resultere i udryddelse af alpine arter, herunder flere endemiske til området, " hun siger.

Et sådant eksempel er en type snedøje — Crapedia costiniana — almindeligvis kendt som "Billy-buttons, " som er bemærkelsesværdige for deres livlige gule roset af små blomster.

"Når temperaturen bliver varm, trælinjer bevæger sig til højere højder, flytte alpine arter højere endnu. Men på et tidspunkt kan de ikke gå højere – de er dybest set presset ud af deres niche, og det er ikke kun planter, men også dyr, der bliver ramt."

Ved at rekonstruere klimaet, miljø og bushbrand aktivitet i de sidste 3500 år, forskerne var i stand til at identificere de potentielle brand- og vegetationsreaktioner, der kan forekomme i fremtiden i disse sårbare alpine områder.

"Du behøver kun at se på de skovbrande, der fejede gennem nogle af disse regioner for lidt over et år siden for at få et smugkig på, hvad der kommer, " siger Dr. Thomas.

"Vi får brug for en løbende bevaringsindsats for at beskytte disse sårbare alpine miljøer mod de kombinerede trusler fra klimaændringer, brand og invasive arter."

Restaureringsprogrammer i løbet af det sidste halve århundrede har haft til formål at genoplive den naturlige vegetation i Kosciuszko National Park efter virkningerne af græsning – endelig forbudt i 1967 – og miljøskader forårsaget af Snowy River Hydro-Electric-ordningen. For nylig, forbundsregeringen har kastet 3,4 mio. dollar til genopretning efter skovbrande.

Men Dr. Thomas siger, at det er en delikat balance at genoprette og beskytte et miljø, når du har de ekstra virkninger af øget turisme og invasive planter.

"At slippe af med invasive arter er meget vanskeligt, "Dr. Thomas siger, "fordi nogle invasive arter er gode til at stabilisere landskabet ved at forhindre jorderosion. På den anden side, at selve planten ikke er hjemmehørende i området, og kan have afsmittende effekter for biodiversiteten. Så det er et meget komplekst problem - at få det rigtigt kræver meget omhu og overvejelse. "

Sen holocæn snapshot

Club Lake blev såkaldt på grund af dens lighed med klubfarven i et spil kort. Det er en af ​​fire 'cirque' søer på det australske fastland, som blev skabt af gletsjere, da de huggede nye dale ud af bjerglandskabet under den sidste istid, der sluttede 15. 000 år siden.

Søen fylder omkring 16 kvadratkilometer og er mindre end to meter dyb.

Dr. Thomas siger, at søer giver forskere gode muligheder for at studere fortiden.

"Søer er gode til at registrere data, fordi de danner en forsegling over sedimenterne nedenunder, der er mindre tilbøjelige til at blive forstyrret.

"Søsedimenter bruges overalt i verden som indikatorer for klima og miljøændringer, fordi den måde, de fanger materialet på, gør det lettere at studere disse sedimenter."

Holdet udtog en 35 cm kerneprøve fra bunden af ​​søen, som de arbejdede for at svare til omkring 3500 års historie - omkring 100 år for hver centimeter.

Femten videnskabsmænd, hver med unik ekspertise, arbejdet sammen om at analysere disse sedimenter. Dr. Haidee Cadd, en palæøkolog, brugte pollenkorn i forskellige dybder til at finde ud af, hvilken slags planter der voksede i nærheden, og hvor hurtige ændringer i vegetationen skete. Dr. Cadd bemærkede også, at "små partikler af trækul kan indikere skiftende brandaktivitet over tid."

Der er også elementære indikatorer - såsom tilstedeværelsen af ​​kviksølv, jern, titanium og andre grundstoffer - der danner deres egen type geokemiske fingeraftryk, Dr. Thomas siger.

"Club Lake anses sandsynligvis for at være afsidesliggende af mange mennesker, men søens sedimenter registrerer ændringer på skalaen fra hundreder til tusinder af år - fra den nylige inklusion af fyrrepollen fra plantede træer og kviksølvforurenende stoffer fra de sidste 150 år, tilbage til temperaturændringer for 3500 år siden."

For at regne ud, hvordan temperaturerne har ændret sig i løbet af denne tid, holdet ledte efter tilstedeværelsen af ​​molekylære fossiler og brugte en "lipid biomarker palaeothermometer teknik, " siger Dr. Thomas.

"Denne teknik fungerer på grundlag af, at mikrobielle samfund justerer den kemiske struktur af deres cellemembraner som reaktion på omgivelsernes temperatur."

Dr. Thomas erkender, at brugen af ​​biomarkørmetoden giver forskerne et ret højt niveau af temperaturer over lange perioder. Men hun og hendes kolleger blev glædeligt overrasket, da analyse af stalagmitter i nærliggende Yarrangobilly-huler fortalte den samme historie.

"Temperaturrekonstruktionen fra begge steder er utrolig ens, på trods af at den er baseret på to helt forskellige prøvetyper og metoder. Dette viser virkelig robustheden af ​​rekonstruktionerne, " hun siger.

Glæder mig til at se tilbage

Dernæst vil Dr. Thomas og hendes kolleger se endnu længere tilbage i tiden - op til 10, 000 år - for at se, om forholdet mellem temperatur, ild og vegetation følger lignende mønstre.

"Vi mener, at den varme temperaturanomali for omkring 1000 år siden kan være drevet af en atmosfærisk cirkulationsreaktion på tropiske havoverfladetemperaturer - en situation, der ligner den, vi oplever i øjeblikket. Fremtidigt arbejde vil hjælpe med at bekræfte denne sammenhæng."

Forskningen blev offentliggjort i dag i Videnskab om det samlede miljø .