Till umu.se

Pressmeddelanden från Umeå universitet

Ett varmare klimat kan påverka alpina ekosystem över hela världen

[2017-01-25] Den klimatuppvärmning som förväntas under de närmaste 80 åren kan leda till stora störningar i ekosystemen i högt belägna bergslandskap, till exempel genom en ändrad balans mellan kväve och fosfor. Det visar ett internationellt forskarlag lett från SLU i en ny studie i tidskriften Nature. Från Umeå universitet har Maja Sundqvist, aktiv forskare inom Climate Impact Research Centre (CIRC), deltagit.

Vegetation nära trädgränsen i nationalparken Nelson Lakes på Nya Zealand. Här utförde Maja Sundqvist vegetationsanalyser, samlade in prov på växternas blad för mätning av näringsinnehåll och tog markprover för analys av rötternas näringsinnehåll och jordens egenskaper.
Foto: Jordan Mayor.

– Bergslandskapens ekosystem är så kallade ’hot spots’ för biodiversitet. Våra resultat indikerar att en pågående och eventuella framtida migration av växtarter uppför bergssluttningar, som ett svar på ökade globala temperaturer, kan leda till en markvegetation med högre mängd näringsämnen i sina blad och potentiellt ökande näringscykler, säger Maja Sundqvist, forskarassistent vid Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap.

Globalt sett är de ekosystem som finns på höga berg mycket temperaturkänsliga och därför ömtåliga om klimatet blir varmare. Synliga tecken på detta är att trädgränsen förflyttas uppåt i bergssluttningarna och att vegetationen förändras, både ovan och nedan trädgränsen. Många forskare har anlagt experiment för att försöka förstå hur stigande temperaturer påverkar bergsekosystem, men problemet är att klimatdrivna effekter sker över mycket längre tidsskalor än det som befintliga experiment mäter. Därför är dagens kunskap om hur ett varmare klimat påverkar bergsekosystem begränsad.

CIRC-forskaren Maja Sundqvist deltog i den internationella studien. Resultaten publiceras i dag i tidskriften Nature.
Foto: Mattias Pettersson.

I stället för experiment över kortare tidsperioder har den internationella forskargruppen med SLU i spetsen utnyttjat höjdgradienter på berg, både ovanför och under trädgränsen. Höjdgradienter är samtidigt temperaturgradienter (det blir kallare högre upp på berget) och om 80 år förväntas en viss höjd ha samma temperaturförhållanden som i dag råder 300 meter längre ner. På detta sätt kan forskarna förutspå effekter av varmare klimat i verkliga bergsekosystem, utan de problem som vanliga experiment innebär. Man kan säga att forskarna använder höjdgradienter i bergsområdena som ”naturliga klimatlaboratorier”.

Forskarna gjorde upprepade höjdgradienter i sju olika tempererade regioner runt om i världen: Centraleuropa, Hokkaido i Japan, östra Australien, Nya Zeeland, Colorado i USA, British Columbia i Kanada och Patagonien i Sydamerika.

När forskarna studerade hur tillgången på växtnäring förändrades med höjden över havet fann de ett återkommande mönster i alla sju regioner. Ju lägre ner på höjdgradienten, desto större var markens innehåll av växttillgängligt kväve, vilket betyder att vi kan förvänta oss att växterna får tillgång till större mängder av detta näringsämne i ett varmare klimat.

Växternas tillgång till fosfor styrdes däremot inte på samma sätt av en temperaturförändring med höjd. På höga höjder var balansen mellan kväve och fosfor (mätt som kvoten mellan mängderna kväve och fosfor i växters blad) likartad i alla sju regioner, men på lägre höjd skilde sig förhållandet mellan kväve och fosfor avsevärt mellan regionerna. Detta betyder att balansen mellan näringsämnena begränsas av den låga temperaturen på hög höjd, men på lägre höjd – eller i ett varmare klimat – blir regionala faktorer och skillnader mellan regioner viktigare för näringsbalansen.

Forskarna undersökte också mekanismerna bakom de återkommande mönstren längs höjdgradienterna. De fann att temperaturens (höjdens) inverkan på växtnäringstillgången var kopplad till förändringar i markens mullhalt, kvaliteten på detta organiska material och det mikrobiella samhället i jorden.

Det anmärkningsvärda i studien är just att effekterna av ökande temperatur i de sju vitt spridda bergsregionerna var så pass jämförbara. Dessutom visade studien att dessa förändringar, åtminstone delvis, äger rum oberoende av var trädgränsen går. Ett varmare klimat kommer alltså att påverka ekosystemen oavsett eventuella träd som kan tänkas migrera upp på bergssluttningarna när det blir varmare.

Ekosystemens växtkraft, motståndskraft mot störningar och förmåga att återhämta sig kan bli mer föränderliga och svårare att förutsäga. Mycket återstår att ta reda på om hur ett varmare klimat kommer att påverka jordens ekosystem i det långa loppet och i större geografisk skala.

Studien som i dag publiceras i den prestigefyllda tidskriften Nature har letts av postdoktor Jordan Mayor och professor David Wardle vid Institutionen för skogens ekologi och skötsel, SLU, med samarbetspartners från nio andra universitet däribland universiteten i Vermont, Manchester, Grenoble och Umeå. Deltagande forskare från Umeå universitet var forskarassistent Maja Sundqvist.

Om Climate Impact Research Centre (CIRC):

Climate Impacts Research Centre (CIRC) bedriver forskning och undervisning med fokus på klimateffekter på akvatiska och terrestra ekosystem i arktiska och alpina miljöer. Forskningen integrerar biogeokemi och ekologi med målet att öka förståelsen för nuvarande och framtida förhållanden. Verksamheten är baserad till Abisko Naturvetenskapliga station, 20 mil norr om polcirkeln (68.35° N, 18.82° E).

www.emg.umu.se/forskning/circ

Originalartikel:

Mayor, R. et al: Elevation alters ecosystem properties across temperate treelines globally. Nature. 2017

www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature21027.html

För mer information, kontakta gärna:

Maja Sundqvist, Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap, CIRC
Telefon:  070-359 07 21
E-post: maja.sundqvist@umu.se

Redaktör: Ingrid Söderbergh

Adress till nyheten:
http://www.teknat.umu.se/nyhet//.cid278515