Wetenschappers van USDA's Agricultural Research Service (ARS) en medewerkers van het Hawkesbury Institute for the Environment hebben getest hoe bodemverstoring de reactie van de Amerikaanse Great Plains-uitlopers op klimaatverandering beïnvloedt. De resultaten toonden aan dat verstoring en daaropvolgende invasie van planten belangrijke factoren zijn om te overwegen bij het voorspellen van de impact van klimaatverandering op deze ecosystemen.

Rangelands, de graslanden waarvan we afhankelijk zijn voor de veeteelt, biologische diversiteit en vele andere ecosysteemdiensten, worden veranderd door klimaatverandering. Terwijl onderzoekers deze veranderingen hebben bestudeerd, inclusief de invloed van stijgende koolstofdioxide en warmere temperaturen, lag de focus historisch gezien op intacte of relatief ongestoorde ecosystemen.

De studie die vandaag is gepubliceerd in Global Change Biology toont aan dat de effecten van verhoogde kooldioxide en opwarming significant verschillen in verstoorde uitlopers in vergelijking met intacte inheemse uitlopers.

"We weten dat verontrustende weidegronden verschillende problemen veroorzaken, waaronder planteninvasie en verlies van plantendiversiteit", zegt Dana Blumenthal, een onderzoeksecoloog en hoofdauteur bij het ARS Rangeland Resources &Systems Research. "Wat deze nieuwe studie aantoont, is dat stijgende koolstofdioxide het moeilijker maakt om te herstellen van dat soort veranderingen."

De studie, uitgevoerd in een prairie met gemengd gras in het zuidoosten van Wyoming, maakte gebruik van cirkelvormige percelen van intacte inheemse prairie of verstoorde prairie. Zaden van inheemse en invasieve planten werden toegevoegd aan verstoorde prairiepercelen om de kolonisatie van het verstoorde gebied door nieuwe soorten weer te geven. Gedurende een periode van vijf jaar hebben wetenschappers de plantenproductie, plantendiversiteit en koolstofniveaus in de bodem gemeten nadat percelen voortdurend waren blootgesteld aan hoge niveaus van koolstofdioxide en warme temperaturen.

Het belangrijkste resultaat was dat de verhoogde koolstofdioxideproductie in de verstoorde prairie meer dan verdubbelde, voornamelijk als gevolg van de snelle groei van diffuus knoopkruid (Centaurea diffusa), een onsmakelijke invasieve soort die problemen veroorzaakt in de Amerikaanse uitlopers. Deze grote toename van de productie leidde vervolgens tot een afname van de plantendiversiteit. Daarentegen verhoogde koolstofdioxide de productie van planten met slechts 18% in intacte prairie, terwijl de plantendiversiteit toenam. De wetenschappers zagen ook een groter koolstofverlies in de bodem van de verstoorde prairie bij blootstelling aan warmere temperaturen.

"We zagen dat deze verstoringen, in combinatie met de invasie van planten, de veerkracht van de prairie met gemengd gras tegen klimaatverandering aanzienlijk verminderen. Dat vertelt ons dat verstoring een sleutelfactor is waarmee rekening moet worden gehouden bij het voorspellen van effecten van toekomstige klimatologische omstandigheden in deze ecosystemen, " zei Blumenthal.

Het onderzoek maakt deel uit van een reeks onderzoeken (Natuur (2011); Global Change Biologie (2016); Ecologiebrieven (2016)) over de invloed van klimatologische omstandigheden en planteninvasie op inheemse en verstoorde ecosystemen van weidegronden. + Verder verkennen

Verhoogde koolstofdioxide onderdrukt dominante plantensoorten in een prairie met gemengd gras