Så påverkar klimatuppvärmningen kolutsläppen från tundran

Öppna kammare (OTC) i Latnjajaure, Sverige, ger en kontrollerad miljö för att studera simulerad uppvärmning av tundrans ekosystem.

ImageSybryn Maes

Ett team med över 70 forskare från olika länder använde så kallade öppna kammare (open-top chambers eller OTC) för att genom experiment simulera effekterna av uppvärmningen på 28 tundraområden runt om i världen. OTC-kammare fungerar i princip som miniväxthus, som stänger ute vind och fångar upp värme för att skapa en lokal uppvärmning.

Den ökning vi såg var anmärkningsvärd – nästan fyra gånger större än tidigare beräknat

Experimenten ledde till en ökning av lufttemperaturen med 1,4 grader och marktemperaturen med 0,4 grader. Samtidigt minskade markfuktigheten med 1,6 procent. Förändringarna ökade ekosystemets andning, eller respiration, med 30 procent under växtsäsongen, vilket i sin tur ledde till att mer kol frigjordes på grund av ökad metabolisk aktivitet i mark och växter. Förändringarna kvarstod i minst 25 år efter starten av den experimentella uppvärmningen – något som inte visats i tidigare studier.

– Vi visste från tidigare studier att vi sannolikt skulle se en ökning av respirationen vid uppvärmning, men den ökning vi såg var anmärkningsvärd – nästan fyra gånger större än tidigare beräknat, även om den varierade med tid och plats, säger Sybryn Maes från Umeå universitet, studiens huvudförfattare.

Resultaten ger bättre klimatmodeller

Hur mycket ekosystemets respiration ökade varierade också med de lokala markförhållandena, till exempel kväve- och pH-nivåer. Skillnader i markförhållanden och andra faktorer leder till geografiska skillnader i responsen – i vissa regioner kommer det att ske mer koldioxidutsläpp än i andra. Att förstå sambanden mellan markförhållanden och respiration som svar på uppvärmning är viktigt för att skapa bättre klimatmodeller.

En OTC i Kilpisjärvi, Finland, som används i uppvärmningsexperiment för att förstå hur tundror kommer att reagera på vårt föränderliga klimat.

ImageAnne Tolvanen

– Vårt arbete representerar den första bedömningen av hur ekosystemets respiration reagerar på experimentell uppvärmning över en så bred miljögradient i tundran, med en omfattande uppsättning miljöfaktorer, säger Ellen Dorrepaal, universitetslektor vid Umeå universitet.

Vissa områden mer känsliga

Studien ger också ett bredare perspektiv när det gäller arktiska och alpina regioner genom att förutsäga hur respirationen kommer att öka över hela tundraområdet, tillsammans med mer detaljerad information om hur känsligheten i responsen varierar.

– Vi ser att vissa områden, särskilt delar av Sibirien och Kanada, är mer känsliga för uppvärmning, säger professor Matti Kummu vid Aalto-universitetet. Vi förväntar oss en ökad respiration i hela Arktis och den alpina tundran, men mer in situ-data, särskilt om de lokala markförhållandena, är avgörande för att ta itu med de osäkerheter som kvarstår och förfina våra prognoser.

Att förstå hur ekosystemen förändras till följd av klimatförändringar och hur dessa förändringar återkopplar till klimatet är avgörande för att få en korrekt bild av hur vår värld kommer att förändras. Dessa resultat utgör en viktig grund för förbättrade klimatmodeller, men forskarna planerar att förfina dem ytterligare genom att analysera hur experimentplatserna förändras över tid och utöka experimentet till fler platser.