Klimaatverandering eist een zware tol van de toendra, waardoor de kans op extreme droogte toeneemt. Als resultaat, de frequentie van bosbranden, moerassen en zelfs wetlands blijven stijgen. In aanvulling, de noordelijke gebieden van de toendra zijn de afgelopen jaren ook toegankelijker geworden en negatief beïnvloed door menselijke activiteiten.

Twee jonge ecologen van de Universiteit van Münster bestuderen de ernstige gevolgen van branden voor vegetatie, bodems en sommige bedreigde vogelsoorten. Zelfs decennia na de laatste brand, effecten op plantengemeenschappen zijn duidelijk zichtbaar. Zij zullen hun resultaten presenteren op de conferentie 'Ecology Across Borders' in Gent, België deze week.

Promovendus Ramona Heim van de werkgroep van professor Norbert Hölzel bij het Instituut voor Landschapsecologie, Universiteit van Munster, vergeleken twee studieplekken in het noordoosten van Rusland, waar de laatste branden 11 en meer dan 30 jaar geleden plaatsvonden. Op de jongere site bodemtemperatuur en permafrostdiepte waren aanzienlijk hoger en korstmos was veel verminderd. In tegenstelling tot, mos, gras- en kruidensoorten waren overvloediger in vergelijking met controlesites in de buurt.

"De bodemtemperatuur op onze oudere onderzoekslocatie wordt niet langer beïnvloed door de brand, maar zelfs 30 jaar na de brand, korstmossen zijn niet volledig hersteld", zegt Ramona Heim. "De dichte begroeiing van struiken was een verrassing. Meestal branden voorkomen de vorming van dichte struiklagen, maar deze resultaten suggereren dat toendrabranden het in plaats daarvan zouden kunnen bevorderen", zij voegt toe.

De verandering in vegetatiestructuur heeft belangrijke langetermijngevolgen voor plantengemeenschappen, microklimaten en dieren afhankelijk van bepaalde planten of structuren. Bijvoorbeeld, rendieren hebben specifieke korstmossen nodig in hun dieet, die zelfs decennia na een brand aanzienlijk minder overvloedig blijken te zijn.

De enquêtes werden uitgevoerd in samenwerking met Andrey Yurtaev van de Universiteit van Tyumen en negen studenten uit Rusland en Duitsland.

Wieland Heim, een ander lid van de werkgroep van Prof. Hölzel, onderzocht de effecten van de steeds toenemende branden op broedvogels en plantengemeenschappen in wetlands in het Russische Muravioka-park. De diversiteit aan vogels en planten werd vastgelegd langs 22 transecten op gebieden die vorig jaar waren afgebrand.

Hoewel veel plantensoorten profiteerden van de branden en de resulterende niches en beschikbare voedingsstoffen, de diversiteit aan vogelsoorten nam aanzienlijk af. vogels, zoals grond- en rietkwekers die afhankelijk zijn van speciale microhabitats behoorden tot de verliezers.

"Omdat branden meestal in de lente tijdens het broedseizoen uitbreken en veel vogels geen tweede broedsel produceren, de zich uitbreidende en frequentere branden kunnen ernstige gevolgen hebben voor hun voortplanting", meldt Wieland Heim.

De geelborstgors ( Emberiza aureola ) is een van de bijzonder getroffen soorten. Van oudsher bekend om habitats in het noorden van Eurazië, hun bevolking is de afgelopen jaren met 90% gekrompen. Het was de eerste zangvogelsoort met een groot verspreidingsgebied die op de rode lijst van de IUCN werd vermeld als 'ernstig met uitsterven bedreigd'. De belangrijkste reden voor deze enorme daling van het aantal is de illegale jacht op vogels in China. Echter, frequentere en hevigere branden in zijn broedhabitat zullen deze soort extra onder druk zetten.

Als gevolg van klimaatverandering en toenemende ontwikkeling in de toendra, permafrost ontdooit eerder en dieper en organische lagen drogen sneller uit. Deze biomassa kan dan gemakkelijk ontbranden. Na een brand, de isolerende werking van het dan verbrande organische materiaal ontbreekt en daardoor verandert het albedo, l. e. het aandeel licht dat door de grond wordt weerkaatst. Donkere gronden worden meer warm, waardoor hun oppervlak uitdroogt en de permafrost nog meer ontdooit, waardoor verder ontvlambaar organisch materiaal vrijkomt en opgeslagen methaan in de atmosfeer lekt.

Ramona en Wieland Heim zijn getrouwd en steunen elkaars onderzoek. Ramona Heim brengt plantengemeenschappen in kaart en bepaalt deze. Wieland Heim is een gepassioneerd ornitholoog en werkt sinds 2011 in Muraviovka Park. Samen, zij hebben zich tot taak gesteld de oorzaken en gevolgen van branden in dit gevoelige permafrostgebied te onderzoeken.

Beiden presenteren hun werk op dinsdag 12 december 2017 op de conferentie 'Ecology Across Borders'.