Undersøgelser viser langsigtede virkninger af tørke

Med virkningerne af klimaændringer i gang, bliver tørke et stigende problem i mange dele af verden. Michael Bahn, forsker fra Institut for Økologi ved Universitetet i Innsbruck, var involveret i flere undersøgelser om tørkens indvirkning på økosystemerne. Disse undersøgelser, der for nylig er publiceret i førende videnskabelige tidsskrifter, giver indsigt i kompleksiteten af ​​processer, der ligger til grund for økosystemers reaktion på tørke. De fremhæver vigtigheden af ​​biodiversitet for at sætte naturlige systemer i stand til at modstå tørke.

Den seneste IPCC-rapport gør en stærk argumentation for, at med igangværende klimaændringer vil ekstreme vejrbegivenheder forekomme hyppigere, og tørre perioder vil blive mere og mere intense. Professor Bahn og hans kolleger offentliggjorde for nylig flere undersøgelser, der omhandler forskellige aspekter af tørkens virkninger på økosystemer.

Ser ind i tidsmaskinen

"For at udforske, hvordan økosystemer påvirkes af tørke, har vi installeret skjul i græsarealer og skove. Målet er at forstå, hvordan et helt økosystem med dets talrige interaktioner reagerer på tørke," forklarer Bahn. "Ved at opvarme græsarealer med varmelegemer og tilføje CO₂ til deres atmosfære kan vi efterligne virkningerne af tørke i en fremtidig verden."

Mens opvarmning øger både tørke og varmestress, forhøjet CO₂ hjælper planter med at spare vand ved at reducere bladvandtab. Bahns multifaktorforsøg tyder på, at tørkepåvirkningerne under fremtidige klimaforhold vil være mere alvorlige, men at genopretningen fra tørke også vil være hurtigere. "Med denne eksperimentelle tilgang kan vi forudsige fremtidige forhold i dag. Det er som en tidsmaskine," siger Bahn.

Sådanne undersøgelser er uvurderlige til at teste og forbedre økosystemmodeller. Disse gør det muligt for forskere at forudse ændringer i økosystemernes miljø, og hvordan disse ændringer påvirker klimaet. Denne feedback medieres primært gennem drivhusgasser, som omfatter CO₂ og dinitrogenoxid (N₂ O). "Vores undersøgelser viser, at tørke i høj grad reducerer optagelsen af ​​CO₂ af økosystemer. Samtidig fører nedbøren efter tørke ofte til en øget udledning af drivhusgasser. Sådanne 'varme øjeblikke' er særligt kritiske for N₂ O-emissioner, især fra gødet jord," forklarer Bahn.

En synteseundersøgelse på tværs af mange eksperimentelle og observationsstudier offentliggjort tidligere på året i Nature Ecology &Evolution afsløret, at produktivitetstab forårsaget af tørke kan være op til 50 % større end det, der blev foreslået af eksperimenter. Derfor bør modeller og større vurderinger også tage hensyn til langsigtede feltobservationer og større analyser af satellitdata. I en anden nylig artikel i samme tidsskrift foreslår forskerne, at efterhånden som klimaændringerne skrider frem, kan mekanismerne, der virker i globale tørområder, spille en stigende rolle i mange af de i øjeblikket mere fugtige områder.

Resiliens gennem mangfoldighed

Forskerne er også begyndt at undersøge, hvordan de forventede fremtidige stigninger i tørkefrekvensen kan påvirke økosystemerne. "Vores seneste anmeldelsesartikel i Global Change Biology fremhæver, at tørke kan have en stærk arv på økosystemer, hvilket kan ændre den måde, økosystemer reagerer på efterfølgende tørke," siger Bahn. For eksempel blev det i et langsigtet tørkeeksperiment implementeret af Bahn observeret, at tilbagevendende tørke ændrede jordens mikrobielle samfundssammensætning og uventet gjorde jorden mindre modtagelig for tørke.

Forfatterne konkluderede i deres artikel i Nature Communications at tilbagevendende tørke ændrer jordens økologiske hukommelse. Dette kan øge økosystemernes modstandsdygtighed over for fremtidig tørke. I et andet papir for nylig offentliggjort i Science Advances , viste forskerne, at tørke påvirker jordens bakterier og svampe forskelligt, og at den favoriserer jordpatogener. Forskerne viste, at dette skift i jordsamfund kan ændre den måde, hvorpå biodiversitet dæmper virkningerne af tørke på økosystemets produktivitet.

Biodiversitet øger økosystemets stabilitet, fordi forskellige arter har forskellige måder at håndtere miljøbelastninger på. For eksempel observerede Bahn og kolleger, at hurtigtvoksende plantearter i bjerggræsarealer har en tendens til at være mere følsomme over for tørke, men at de også kommer sig hurtigt; langsomt voksende planter er mere modstandsdygtige, men kommer sig langsommere. I jorden er det svampene, der er mere modstandsdygtige, mens bakterier hurtigt kan komme sig efter tørke. Ved genfugtning frigiver bakterier kvælstof, hvilket gavner de hurtigtvoksende planter.

"Plante-jord-interaktioner er vigtige mekanismer, der ligger til grund for økosystemets reaktioner på tørke," forklarer Bahn. Han understreger også vigtigheden af ​​at støtte biodiversitet, når man forvalter økosystemer:"For at styrke økosystemernes modstandsdygtighed over for klimaændringer er vi nødt til at bevæge os væk fra at favorisere monokulturer, såsom de udbredte granskove i Østrig."

Klimaneutralitet er den vigtigste foranstaltning

Bahn var for nylig involveret i det videnskabelige rådgivende udvalg for det østrigske klimaråd. 100 borgere, udvalgt til statistisk at repræsentere den østrigske befolkning, identificerede mulige foranstaltninger for at opnå klimaneutralitet inden 2040. Bahn bemærkede, at borgerne havde en stærk interesse i aktivt og konstruktivt at tage fat på spørgsmålet om klimaændringer og tilpasning.

"Politikere bør ikke undervurdere borgernes vilje til at støtte foranstaltninger til at afbøde klimakrisen," siger Bahn. "Selvom foranstaltninger, der beskytter og forbedrer biodiversiteten, er vigtige skridt i retning af at øge klimaresiliensen, er der et presserende behov for at træffe hurtige foranstaltninger for at bremse klimaændringerne. Dette er den vigtigste drivkraft bag de seneste og kommende stigninger i hyppigheden og intensiteten af ​​tørke." + Udforsk yderligere

Reaktioner af frøegenskaber på ekstrem tørke indebærer stærke relationer med tørkefølsomhed