Forståelse af klimaopvarmningens indvirkning på kulstoffrigivelsen fra tundraen

Det opvarmende klima ændrer dynamikken i tundramiljøer og får dem til at frigive fanget kulstof, ifølge en ny undersøgelse offentliggjort i Nature . Disse ændringer kan forvandle tundraer fra kulstofdræn til kulstofkilder, hvilket forværrer virkningerne af klimaændringer.

Et hold på mere end 70 forskere fra forskellige lande brugte såkaldte åbne kamre (OTC'er) til eksperimentelt at simulere virkningerne af opvarmning på 28 tundrasteder rundt om i verden. OTC'er fungerer dybest set som minidrivhuse, blokerer vind og fanger varme for at skabe lokal opvarmning.

Opvarmningsforsøgene førte til en stigning på 1,4 grader Celsius i lufttemperaturen og en stigning på 0,4 grader i jordtemperaturen sammen med et fald på 1,6 procent i jordfugtighed. Disse ændringer øgede økosystemets respiration med 30 procent i vækstsæsonen, hvilket medførte, at mere kulstof blev frigivet på grund af øget metabolisk aktivitet i jord og planter. Ændringerne varede ved i mindst 25 år efter starten af ​​den eksperimentelle opvarmning - hvilket tidligere undersøgelser ikke havde afsløret.

"Vi vidste fra tidligere undersøgelser, at vi sandsynligvis ville finde en stigning i respirationen med opvarmning, men vi fandt en bemærkelsesværdig stigning - næsten fire gange større end tidligere estimeret, selvom den varierede med tid og sted," siger Sybryn Maes fra Umeå Universitet. undersøgelsens hovedforfatter.

Stigningen i økosystemets respiration varierede også med lokale jordbundsforhold, såsom nitrogen og pH-niveauer. Det betyder, at forskelle i jordbundsforhold og andre faktorer fører til geografiske forskelle i responsen - nogle regioner vil se mere kulstoffrigivelse end andre. At forstå sammenhængen mellem jordbundsforhold og respiration som reaktion på opvarmning er vigtig for at skabe bedre klimamodeller.

"Vores arbejde repræsenterer den første vurdering af økosystemets respirationsrespons på eksperimentel opvarmning på tværs af en så bred miljøgradient i tundraen, der inkorporerer et omfattende sæt miljømæssige faktorer," siger lektor Ellen Dorrepaal fra Umeå Universitet.

Undersøgelsen giver også et bredere perspektiv på arktiske og alpine områder ved at forudsige stigninger i respiration over hele tundraområdet sammen med mere detaljerede oplysninger om variationer i responsens følsomhed.

"Vi ser, at nogle områder, især dele af Sibirien og Canada, udviser større følsomhed over for opvarmning," siger professor Matti Kummu fra Aalto Universitet. "Vi forventer en stigning i respirationen i hele den arktiske og alpine tundra, men flere in situ-data, især om de lokale jordbundsforhold, er nøglen til at adressere de udestående usikkerheder og forfine vores forudsigelser."

At forstå, hvordan økosystemer skifter som reaktion på klimaændringer, og hvordan disse ændringer føres tilbage til klimaet, er afgørende for at få et præcist billede af, hvordan vores verden vil ændre sig. Disse resultater tjener som en vigtig baseline for forbedrede klimamodeller, men forskerne planlægger at forfine dem yderligere ved at analysere, hvordan de eksperimentelle steder ændrer sig over tid og udvide eksperimentets omfang til at omfatte nye steder.

Flere oplysninger: Sybryn Maes, Miljømæssige drivkræfter bag øget økosystemrespiration i en opvarmende tundra, Nature (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07274-7. www.nature.com/articles/s41586-024-07274-7

Journaloplysninger: Natur

Leveret af Umea University