Hur påverkas växtsamhällen när temperaturen ökar?

– Projektet THRESHOLD utgår från att vi fortfarande inte förstår så väl hur och när den globala uppvärmningen påverkar ekosystemets kolkretslopp. Det begränsar vår förmåga att förutsäga vad som händer när temperaturen ökar ytterligare kommande decennier. Därför ska vi studera hur växtsamhällen och dess jordorganismer är kopplade till de kolkretsloppsfunktioner de driver.

– För markorganismer tittar vi på mikrober men även på markdjur som nematoder och andra ryggradslösa djur. Dessa organismer påverkar växterna direkt eller indirekt genom att bryta ner organiskt material och göra näringsämnen tillgängliga för upptag av växten.

– Det som skiljer THRESHOLD från andra projekt är att vi fokuserar på så kallade icke-linjära samband, något vi ofta ser i naturen. Till exempel kan organismer växa snabbare med ökande temperaturer, men bara till en viss nivå. När det blir för varmt minskar tillväxten på grund av fysiologiska begränsningar. Icke-linjära reaktioner kan också påverka interaktionen mellan olika organismer. Till slut blir förändringarna väldigt stora.

Varför är det viktigt att veta?

– Dessa icke-linjära svar kan resultera i oväntade trösklar och brytpunkter i ekosystems funktion! Ekologiska trösklar är mest kända från vattensystem, där ett välkänt exempel är "blekningströskeln", där stress orsakad av varmare havstemperaturer får koraller att bleka.

– Men dessa brytpunkter kan även förekomma i ekosystem på land, till exempel vid skarpa övergångar i vegetationssammansättningen med ökande temperaturer. Det är dessa tröskelvärden vi behöver känna till för att göra bättre förutsägelser om hur kolkretslopp och andra ekosystemprocesser kommer att reagera på global uppvärmning. Ekosystem kan skifta från kolsänkor till kolkällor, och när en tröskel överskrids kan sådana förändringar inträffa plötsligt och oväntat.

Hur går ni till väga?

– Vi kombinerar fältbaserade mätningar på växter, markorganismer och kolflöden med mer detaljerade manipulativa experiment i klimatkammare här på SLU. Till exempel testar vi hur växterna reagerar olika beroende på från- eller närvaron av olika grupper av jordorganismer. Det är viktigt eftersom växter och markorganismer kanske inte reagerar synkront på uppvärmning, vilket kan störa interaktioner mellan växt, jord och liv med alla möjliga oväntade konsekvenser.

Var sker forskningen?

– På många olika ställen! För de fältbaserade mätningarna etablerar vi ett globalt samarbetsnätverk i övergångszonerna mellan skog och tundra och skog och alpina ekosystem. Kommer vi att hitta samma eller liknande mönster överallt, eller inte? Här i Sverige fokuserar vi på fältplatser nära Abisko och vid Latnjajaure. Vi etablerar även fältplatser i bland annat Kanada, USA och Argentina.

 Hur fungerar klimatkamrarna?

– Många tidigare experiment har testat växt-, jord- och ekosystemsvar mellan naturliga och varmare förhållanden. Men med bara två olika temperaturer kan du inte testa icke-linjära svar! Därför har jag fem centralt styrda klimatkammare som vi kan ställa in enligt en rad temperaturscenarier, från det som gäller i dag till långt utöver vad organismerna är vana vid. Klimatkamrarna kan programmeras mycket exakt, så att alla möjliga framtida klimatscenarier kan testas. Vi kan till exempel utsätta växter för korta perioder med höga temperaturer för att undersöka effekterna av en ökad förekomst av värmeböljor.