De terrestrische ecoloog Howie Epstein van de University of Virginia heeft een $ 607 gewonnen, 000 NASA-beurs om aardobservatiesatellietgegevens te gebruiken om te beoordelen hoe de vegetatiediversiteit verandert in de Arctische toendra.

Epstein, een professor in de milieuwetenschappen, heeft een groot deel van zijn carrière onderzoek gedaan, zowel op de grond als via de satelliet, op toendragebieden - koud, extreme noordelijke breedtegraden waar winderige vlaktes boomloos zijn, maar een verscheidenheid aan laaggelegen, clusterplanten hebben zich aangepast aan de omgeving. Hij heeft zich de afgelopen jaren vooral gericht op Siberië. Met behulp van oude spionagesatellieten uit de jaren 60, en het te vergelijken met recentere beelden, hij en zijn afgestudeerde studenten en collega's hebben vastgesteld dat hoge struiken, zoals els, wilg, berken en dwergden, hebben hun assortiment uitgebreid en groter geworden, wat aangeeft dat de toendra verandert, waarschijnlijk als gevolg van stijgende temperaturen en verlies van permafrost.

Epstein besprak onlangs zijn onderzoek voor lezers van UVA Today.

V. Waarom zouden we ons druk maken om wat er met de Arctische toendra gebeurt?

A. Veranderingen in het Noordpoolgebied veroorzaken veranderingen in het mondiale klimaat, die van invloed zijn op elke regio op de planeet. Vermindering van zee-ijs in de Noordelijke IJszee en verlies van de permafrost op het land, die beide in een toenemend tempo gebeuren, weerspatronen elders wijzigen, ook in de VS veranderingen in andere regio's, en voor het mondiale klimaat, invloed hebben op het noordpoolgebied, verdere opwarming veroorzaken.

V. Welke veranderingen vinden er plaats in de Arctische toendra?

A. Er is een algemene vergroening van het landschap naarmate de temperatuur stijgt en de permafrost in de regio afneemt. Dit resulteert in een verandering van de soorten vegetatie over de toendra. Dat heeft ook invloed op de migratiepatronen van dieren in het wild, waaronder kariboes en muskusos, evenals de soorten vogels, knaagdieren en insecten die het toendralandschap bezetten. Dit alles beïnvloedt het leven van inheemse en niet-inheemse mensen die in die gebieden wonen.

Een van de grootste zorgen is dat naarmate de permafrost ontdooit gedurende steeds langere zomers, een enorme hoeveelheid koolstofdioxide die momenteel in dood organisch materiaal in de bodem is opgeslagen, zou in de atmosfeer kunnen vrijkomen, die verder zou bijdragen aan de opwarming van de planeet en gevolgen zou hebben voor gebieden ver van de poolcirkel. Dat is een grote wetenschappelijke vraag - wat zal er in de loop van de tijd met de permafrost gebeuren, en hoeveel koolstof er in de atmosfeer zou komen; wat zullen de langetermijneffecten daarvan zijn?

V. Wat is het doel van uw nieuw gefinancierde onderzoek voor NASA?

A. Ons doel is om satellietgegevens te gebruiken om de hele Arctische toendra te analyseren en classificaties van vegetatietypen te ontwikkelen en hoe ze in het algemeen in het ecosysteem functioneren, in vergelijking met wat we tot nu toe hebben gedaan, die in de eerste plaats probeert te bepalen welke plantensoorten er zijn.

Het doel hiervan is om beter te begrijpen wat de vegetatie doet, hoe de verschillende soorten functioneren – wat de balans van plant- en diersoorten beïnvloedt – en om nieuwe kaarten te maken die de vegetatiefunctie aantonen. Wanneer het klimaat van een ecosysteem verandert, het functioneren van de vegetatie en de verspreiding van soorten zal als gevolg daarvan veranderen. We willen begrijpen hoe en waar dat gebeurt.

De satellietbeelden die we van plan zijn te gebruiken, bieden een resolutie tot 250 meter [of 0,16 mijl], waarmee we elke pixel kunnen classificeren op basis van hoe de vegetatie werkt, ons een goed begrip te geven van de functionele diversiteit over grote gebieden, en hoe het varieert, wat homogeen is in functie en wat variabel is.

We zullen in staat zijn om kaarten die we al hebben ontwikkeld van plantengemeenschappen te overlappen en, door te kijken naar nieuwe kaarten van de vegetatiefunctie, we moeten kunnen bepalen of er gebieden zijn met dezelfde vegetatie, maar die andere dingen doen, en gebieden met verschillende vegetatietypes, maar gedraagt ​​zich hetzelfde.

Bottom line:het is een nieuwe manier om naar biodiversiteit te kijken; de manier waarop de vegetatie werkt, in tegenstelling tot de manier waarop het is gestructureerd per soort. Dit kan ons veel vertellen over reacties op de grond op veranderend klimaat die plaatsvinden voorafgaand aan daadwerkelijke veranderingen in de samenstelling van vegetatiesoorten.

V. Hoe is dat belangrijk?

A. Door functioneel rijke gebieden te identificeren, wat we 'hotspots' noemen, "We kunnen de instandhoudingsinspanningen op die gebieden richten. De gegevens zullen ook laten zien hoe verschillende functionele typen anders worden begraasd door migrerende kariboes. Dit kan helpen bij het behoud van deze functioneel rijke gebieden naarmate de olie- en gasexploratie en -winning toenemen in de toendra-regio's.

Zee-ijs smelt, die de Noordwest Passage en andere routes openstelt voor de scheepvaart, en terwijl de toendra ook warmer wordt, het noordpoolgebied toegankelijker wordt voor ontwikkeling en bevolkingsgroei, die gevolgen zullen hebben voor de mensen die er al wonen, met name autochtone bevolkingsgroepen. Hopelijk kunnen de functioneel meest belangrijke delen van de toendra worden gereserveerd voor conservering. Het is een prachtige regio van onze planeet die een scala aan prachtige zoogdieren ondersteunt, vogels en insecten.