Het opwarmende klimaat verandert de dynamiek van toendra-omgevingen en zorgt ervoor dat ze gevangen koolstof vrijgeven, volgens een nieuwe studie gepubliceerd in Nature . Deze veranderingen zouden toendra's kunnen transformeren van koolstofputten in koolstofbronnen, waardoor de effecten van de klimaatverandering zouden worden verergerd.

Een team van meer dan 70 wetenschappers uit verschillende landen gebruikte zogenaamde open-top kamers (OTC's) om experimenteel de effecten van de opwarming op 28 toendra-locaties over de hele wereld te simuleren. OTC's dienen feitelijk als mini-kassen, die wind tegenhouden en warmte vasthouden om lokale opwarming te creëren.

De opwarmingsexperimenten leidden tot een stijging van de luchttemperatuur met 1,4 graden Celsius en een stijging van de bodemtemperatuur met 0,4 graden, samen met een daling van het bodemvocht met 1,6 procent. Deze veranderingen stimuleerden de ademhaling van het ecosysteem met 30 procent tijdens het groeiseizoen, waardoor er meer koolstof vrijkwam als gevolg van de toegenomen metabolische activiteit in de bodem en planten. De veranderingen bleven minstens 25 jaar na het begin van de experimentele opwarming bestaan, wat eerdere studies niet hadden onthuld.

‘We wisten uit eerdere onderzoeken dat we waarschijnlijk een toename van de ademhaling zouden vinden als gevolg van de opwarming van de aarde, maar we vonden een opmerkelijke toename – bijna vier keer groter dan eerder werd geschat, hoewel deze varieerde met de tijd en de locatie’, zegt Sybryn Maes van de Universiteit van Umeå. de hoofdauteur van het onderzoek.

De toename van de ademhaling van het ecosysteem varieerde ook met de lokale bodemgesteldheid, zoals stikstof- en pH-niveaus. Dit betekent dat verschillen in bodemgesteldheid en andere factoren leiden tot geografische verschillen in de respons:sommige regio's zullen meer koolstofuitstoot zien dan andere. Het begrijpen van de verbanden tussen bodemgesteldheid en ademhaling als reactie op de opwarming is belangrijk voor het creëren van betere klimaatmodellen.

"Ons werk vertegenwoordigt de eerste beoordeling van de ademhalingsreactie van ecosystemen op experimentele opwarming over zo'n brede milieugradiënt in de toendra, waarin een uitgebreide reeks milieufactoren is opgenomen", zegt universitair hoofddocent Ellen Dorrepaal van de Universiteit van Umeå.

De studie biedt ook een breder perspectief op arctische en alpiene regio's door een toename van de ademhaling in het hele toendragebied te voorspellen, samen met meer gedetailleerde informatie over variaties in de gevoeligheid van de respons.

“We zien dat sommige gebieden, vooral delen van Siberië en Canada, een grotere gevoeligheid voor opwarming vertonen”, zegt professor Matti Kummu van de Universiteit van Aalto. "We verwachten een toename van de ademhaling in de hele Arctische en alpiene toendra, maar meer in situ gegevens, vooral over de lokale bodemgesteldheid, zijn van cruciaal belang om de openstaande onzekerheden aan te pakken en onze voorspellingen te verfijnen."

Begrijpen hoe ecosystemen veranderen als reactie op de klimaatverandering en hoe deze veranderingen hun weerslag hebben op het klimaat, is essentieel om een ​​accuraat beeld te krijgen van hoe onze wereld zal veranderen. Deze bevindingen dienen als een belangrijke basis voor verbeterde klimaatmodellen, maar de onderzoekers zijn van plan ze verder te verfijnen door te analyseren hoe de experimentele locaties in de loop van de tijd veranderen en de reikwijdte van het experiment uit te breiden met nieuwe locaties.

Meer informatie: Sybryn Maes, Milieufactoren voor een verhoogde ademhaling van ecosystemen in een opwarmende toendra, Natuur (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07274-7. www.nature.com/articles/s41586-024-07274-7

Journaalinformatie: Natuur

Aangeboden door Umea Universiteit