Tundra kan gå frå karbonsluk til karbonkjelde

Ei internasjonal gruppe på over 70 forskarar har gått saman om å undersøke korleis tundraen reagerer på global oppvarming. Tundra finn ein over heile Arktis og i høgtliggande fjellområder. På 28 ulike lokalitetar, i Alaska, Canada, på Grønland, Island og Svalbard, i Finnmark, Sibir og Tibet, har utført kontrollerte eksperiment ved å sette ut kammer som aukar temperaturen for planter og jordsmonn inne i kammeret. Resultatet er no publisert i det prestisjefylte vitskaplege tidsskriftet Nature.

Den globale oppvarminga er av mange årsaker forsterka i Arktis. Medan gjennomsnittet av den globale oppvarminga er på 0,19 grader per tiår, er auken i Arktis på heile 0,73 °C per tiår. Når ein aukar lufttemperaturen for økosystemet inne i kammeret med 1,4 grader, vil ein dermed sjå kva korleis økosystemet reagerer med ei oppvarming tilsvarande tjue år fram i tid.

Det pustende økosystemet
Forskarane har undersøkt det dei kallar økosystem respirasjon. Medan plantene tar opp karbondioksid i fotosyntese, har økosystema også utslepp av karbondioksid gjennom nedbryting av organisk materiale i jorda, som er ein liknande prosess som når mat i komposten blir til jord. 

Som venta at plantene får fart på seg når temperaturen aukar. Det blir meir fotosyntese og plantevekst, men samstundes viser resultatet i dette eksperimentet at nedbrytinga av organisk materiale i jordsmonnet også aukar.

I dette eksperimentet har forskarane kun undersøkt respirasjonen, altså kor mykje karbondioksid plantene og jordsmonnet slepp ut. Resultata viser at respirasjonen frå økosystemet aukar med 30 prosent samanlikna med kontrollområda like ved.

– Vi visste frå tidlegare studiar at me truleg ville finne ei auke i respirasjon i varmare forhold. Men me fann ei svært stor auke, nær fire gangar meir enn tidlegare estimert, sjølv om dette varierer i tid og stad, seier hovudforfattar for studia, Sybryn Maes ved Umeå Universitetet i ei pressemelding.

Fakta:  Samlestudie leia av Sybryn Maes ved Umeå Universitetet Over 70 forskarar internasjonalt bidrog med datasett frå ulike felt 136 datasett frå 28 lokasjonar   Resultat: Lufttempertura uke inne i kammera på 1,4 grader, i jordsmonn 0,4 grader Lufttemperaturauke på 1,4 grader tilsvarer 20 års global oppvarming i Arktis Opptil 30% auke i respirasjon frå planter og jordsmonn Langt høgare enn tidlegare venta Jordsmonnet vart tørrare, fuktighet sank med 1,6 prosent Medverkande frå Bjerknessenteret (med UiB og NORCE) Institutt for biovitskap ved UiB: Vigdis Vandvik, professor Joseph Gaudard, phd student Ragnhild Gya, postdoktor Siri Haugum, PhD NORCE Inge Althuizen, forsker Hanna Lee, forsker Referanse til artikkel i Nature Maes, S. L. et al. (2024). Environmental drivers of increased ecosystem respiration in a warming tundra. NATURE. doi: 10.1038/s41586-024-07274-7

Frå eit karbonlager eller ei karbonkjelde

Tundra-økosystem i Arktis og høgtliggande fjellområder varierer både i vegetasjon og i mikrobar i jordsmonnet. Tilsvarande viser også resultata store regionale skilnader i endring i respirasjon i økosystemet. Forholda i jordsmonnet som nitrogeninnhald og pH-nivå er nokre av faktorane som påverkar korleis økosystemet reagerer på oppvarming.

Resultatet viser stor variasjon regionalt. Det er særleg testområda i Sibir og i Canada som viste store skilnader. Ein slik kunnskap om korleis økosystema reagerer på oppvarming er svært viktig kunnskap når ein inkluderer økosystem i klimamodellane.

Tundraen i Arktis inneheld store mengder karbon og metan, djupt nedover i permafrosten. I denne studia har forskarane hovudsakleg studert korleis økosystemet i det øverste laget reagerer på oppvarming, og korleis opptak og utslepp av karbon eventuelt endrar seg.

Internasjonal metodikk

I dette arbeidet har ei stor gruppe forskarar som jobbar med samme metodikk over heile verda bidratt inn ei stor samlestudie. Ettersom metoden har vore nytta i lang tid, kan ein også undersøke data frå eldre eksperiment.

– Vi ser auken i respirasjon også i dei eldste eksperimenta, noko som viser at effekten held fram i fleire tiår. Noko av det auka karbonutsleppet kan kompenserast ved at plantene vil vekse betre i eit varmare klima, men dette heng saman med andre ting, som jordsmonn og nedbør, og det er derfor usikkert om dette vil kunne kompensere for auka respirasjon, seier Vigdis Vandvik, professor ved institutt for biovitskap ved UiB og Bjerknessenteret.

Vandvik er ein av seks bjerknes-forskarar som har bidrege til studia.

– Det som er gøy med slike studier er at også har to doktorgradsarbeid som har bidrege inn til slike globale fellesskap. Joseph Gaudard og Siri Haugum er to av dei som har vore vekesvis i felt i doktorgraden, seier Vandvik.