Varmare klimat kan få stor inverkan på bergsekosystem jorden runt

Globalt sett är de ekosystem som finns på höga berg mycket känsliga för det av människan orsakade allt varmare klimatet. Synliga tecken på detta är att trädgränsen förflyttas uppåt i bergssluttningarna och att vegetationen förändras, både ovan och nedan trädgränsen. Många har anlagt experiment för att försöka förstå hur stigande temperaturer påverkar bergsekosystem, men problemet är att klimat-drivna effekter sker över mycket längre tidsskalor än några befintliga experiment. Detta gör att de flesta experiment inte passar för studier av påverkan på stora, långlivade växter, som träd. Därför är dagens kunskap om hur ett varmare klimat påverkar bergsekosystem begränsad.

Naturliga klimatlaboratorier

En artikel som publiceras idag i den prestigefulla internationella tidskriften Nature, presenterar nya insikter om hur varmare klimat påverkar bergsekosystem globalt. Studien har letts av postdoktor Jordan Mayor och professor David Wardle vid SLU (Institutionen för skogens ekologi och skötsel), med samarbetspartners från nio andra universitet, inklusive universiteten i Vermont, Manchester och Grenoble. Istället för experiment över kortare tidsperioder har forskarna 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 idag 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 använde bergsområdena som "naturliga klimatlaboratorier". För att vara säkra på allmängiltigheten i sina resultat använde forskarna höjdgradienter i sju olika tempererade regioner runt om i världen: Centraleuropa, Hokkaido i Japan, östra Australien, Nya Zeeland, Colorado i USA, British Colombia i Kanada och i Patagonien i Sydamerika.

Ändrad balans mellan kväve och fosfor

När forskarna studerade hur tillgången på växtnäring förändrades med höjden över havet fann de ett återkommande mönster i alla de sju regionerna. 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 växtnäringsämne i ett varmare klimat.

Växternas tillgång till fosfor styrdes däremot inte på samma sätt av höjden. På höga höjder var balansen mellan kväve och fosfor (mätt som kvoten mellan mängderna kväve och fosfor i växters löv) likartad i alla de sju regionerna, 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 i de sju olika bergsregionerna. Det de fann var att temperaturens (höjdens) inverkan på växtnäringstillgången var kopplad till förändringar i markens mullhalt, kvaliteten på detta organiska material och det mikrobiella samhället i jorden.

Likartad respons jorden runt

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 vilka eventuella nya trädarter som kan tänkas migrera upp på bergssluttningarna när det blir varmare.

Mycket återstår att ta reda på om hur ett varmare klimat orsakat av människan kommer att påverka jordens ekosystem i det långa loppet och i större geografisk skala. Genom att använda naturens egna experiment (höjdgradienter i olika världsdelar) kunde forskarna bevisa att temperaturförändringar i den storleksordning som förväntas ske under de kommande 80 åren har potential att orsaka stora förändringar i de funktionella egenskaper vi idag finner hos jordens bergsekosystem. Detta kan leda till en ökad obalans i ekosystemen både i och ovan mark. Det innebär t.ex. att ekosystemens växtkraft, motståndskraft mot störningar och förmåga att återhämta sig kan bli mer föränderliga och svårare att förutsäga.

-------------------------------------------------

Kontaktpersoner

Jordan Mayor, clavulina@gmail.com
David Wardle, david.wardle@slu.se

Institutionen för skogens ekologi och skötsel, SLU
http://www.slu.se/institutioner/skogens-ekologi-skotsel/

Artikeln i Nature

Jordan R. Mayor, Nathan J. Sanders, Aimée T. Classen, Richard D. Bardgett, Jean-Christophe Clément, Alex Fajardo, Sandra Lavorel, Maja K. Sundqvist, Michael Bahn, Chelsea Chisholm, Ellen Cieraad, Ze'ev Gedalof, Karl Grigulis, Gaku Kud, Daniel L. Oberski & David A. Wardle. 2017. Elevation alters ecosystem properties across temperate treelines globally. Nature.
http://dx.doi.org/10.1038/nature21027

Pressbilder

(Får publiceras fritt i anslutning till artiklar om detta pressmeddelande. Fotograf ska anges.)

Trädgränsvegetation i nationalparken Nelson Lakes på Nya Zealand. Foto: Jordan Mayor

Vegetation nära trädgränsen i Klippiga bergen i Colorado. Foto: Jordan Mayor