Jak wynika z nowego badania opublikowanego w czasopiśmie Nature, ocieplający się klimat zmienia dynamikę środowisk tundrowych i powoduje, że uwalniają się w nich uwięziony węgiel. Zmiany te mogą przekształcić tundry z pochłaniaczy dwutlenku węgla w źródło węgla, zaostrzając skutki zmiany klimatu.
Zespół ponad 70 naukowców z różnych krajów wykorzystał tak zwane komory otwarte (OTC) do eksperymentalnej symulacji skutków ocieplenia w 28 obszarach tundry na całym świecie. OTC zasadniczo służą jako mini szklarnie, blokując wiatr i zatrzymując ciepło, powodując lokalne ocieplenie.
Eksperymenty z ociepleniem doprowadziły do wzrostu temperatury powietrza o 1,4 stopnia Celsjusza i temperatury gleby o 0,4 stopnia, a także do spadku wilgotności gleby o 1,6%. Zmiany te pobudziły oddychanie ekosystemu o 30 procent w sezonie wegetacyjnym, powodując uwalnianie większej ilości węgla z powodu zwiększonej aktywności metabolicznej w glebie i roślinach. Zmiany utrzymywały się przez co najmniej 25 lat od rozpoczęcia eksperymentalnego ocieplenia, czego nie wykazały wcześniejsze badania.
„Z wcześniejszych badań wiedzieliśmy, że prawdopodobnie odnotujemy wzrost oddychania wraz z ociepleniem, ale odkryliśmy niezwykły wzrost – prawie czterokrotnie większy niż wcześniej szacowano, choć różnił się w czasie i miejscu” – mówi Sybryn Maes z Uniwersytetu w Umeå , główny autor badania.
Wzrost oddychania ekosystemu różnił się także w zależności od lokalnych warunków glebowych, takich jak poziom azotu i pH. Oznacza to, że różnice w warunkach glebowych i innych czynnikach prowadzą do różnic geograficznych w reakcji – w niektórych regionach nastąpi większa emisja dwutlenku węgla niż w innych. Zrozumienie powiązań między warunkami glebowymi a oddychaniem w odpowiedzi na ocieplenie jest ważne dla tworzenia lepszych modeli klimatycznych.
„Nasza praca stanowi pierwszą ocenę reakcji oddychania ekosystemu na eksperymentalne ocieplenie w tak szerokim gradiencie środowiskowym w tundrze, obejmującą kompleksowy zestaw czynników środowiskowych” – mówi profesor nadzwyczajny Ellen Dorrepaal z Uniwersytetu w Umeå.
Badanie oferuje również szerszą perspektywę na regiony arktyczne i alpejskie, przewidując wzrost oddychania na całym obszarze tundry wraz z bardziej szczegółowymi informacjami na temat różnic w czułości reakcji.
„Widzimy, że niektóre obszary, szczególnie części Syberii i Kanady, wykazują większą wrażliwość na ocieplenie” – mówi profesor Matti Kummu z Uniwersytetu Aalto. „Przewidujemy wzrost oddychania w całej arktycznej i alpejskiej tundrze, ale więcej danych in situ, szczególnie na temat lokalnych warunków glebowych, jest kluczem do rozwiązania pozostałych niepewności i udoskonalenia naszych przewidywań”.
Zrozumienie, w jaki sposób ekosystemy zmieniają się w odpowiedzi na zmianę klimatu i w jaki sposób te zmiany wpływają na klimat, jest niezbędne do uzyskania dokładnego obrazu tego, jak zmieni się nasz świat. Odkrycia te stanowią ważny punkt odniesienia dla ulepszonych modeli klimatycznych, ale badacze planują je udoskonalić, analizując zmiany miejsc doświadczalnych w czasie i rozszerzając zakres eksperymentu o nowe miejsca.