Verdens tundra udleder overraskende mere CO2, når det bliver varmere

Tundraen – de kolde ødemarker i de arktiske egne – er et kæmpe lager af kulstof, som over lang tid er ophobet i den arktiske jord takket være lave temperaturer og fugtig jord. Jordbunden i tundraens økosystemer gemmer på cirka dobbelt så meget kulstof, som der er i atmosfæren.

Men nu stiger temperaturen i Arktis hastigt, og det får kulstoffet i jorden og i planter til hurtigere at slippe fri som CO₂. Faktisk vil der formentlig i gennemsnit blive frigivet 30% mere CO₂ fra tundraområdernes jord, når lufttemperaturen bliver 1.4°C varmere end i dag. Det viser et nyt stort studie i Nature, som forskere fra Københavns Universitet har deltaget i. Og stigningen på 30% er langt mere, end hvad tidligere undersøgelser har vist.

”Vi vidste godt i forvejen, at vi sandsynligvis ville se en øget udledning af CO₂ fra tundraen i takt med den globale opvarmning. Men vores nye studie afslører en opsigtsvækkende stigning, der næsten er fire gange større, end tidligere estimater viser,” siger professor Riikka Rinnan fra Biologisk Institut på Københavns Universitet.

Holdet bag de nye resultater, der tæller over 70 forskere fra hele verden, har sammenholdt data fra klimaforsøg i 28 forskellige tundraområder på fire kontinenter. Her har forskerne prøvet at efterligne fremtidens klima i små drivhuse med åbent tag, der har skabt en lokal opvarmning.

Forskerne har analyseret, hvor meget kulstof tundrajorden sender ud i luften gennem respiration – altså når planterne og jordens mikroorganismer ånder. De har så sammenlignet målingerne fra drivhusene med målinger taget uden for disse.

Det nye studie viser, at to kilder bidrager til en øget CO₂-frigivelse fra tundraen: Den højere temperatur får jordens mikroorganismer til hurtigere at omsætte kulstoffet i jorden og frigive det som CO₂. Samtidig sætter opvarmningen skub i plantevæksten og respirationen fra planternes rødder.

CO₂-stigningen fortsætter i 25 år

Studiet viser også, at den øgede CO₂ frigivelse fra tundraen fortsætter i mindst 25 år:

”Der er ikke tegn på, at den øgede udledning af CO₂ i et varmere klima bliver mindre over tid. Man kunne ellers forestille sig, at frigivelsen ville aftage, når en del kulstof allerede var forsvundet – men det sker altså ikke. Nogle af forsøgene i studiet har kørt i 25 år, og vores konklusion er, at tundraen bare fortsætter med at frigive kulstof,” lyder det fra Riikka Rinnan.

"Studiet viser samtidig vigtigheden af langsigtede feltstudier i Arktis, hvor forskere fra Københavns Universitet har bidraget med data fra både Grønland og Nordsverige”, siger professor Anders Michelsen fra Biologisk Institut på Københavns Universitet, som også har deltaget i studiet.

Kan tundra forvandles fra CO₂-lager til CO₂-kilde?

Resultaterne viser, at lokale jordbundsforhold som indholdet af nitrogen og jordens surhedsgrad (pH) har indflydelse på, hvor meget temperaturstigningen påvirker CO₂-frigivelsen. På tværs af de 28 tundraområder, hvor forsøgene har fundet sted, frigives der mest CO₂ i de områder, hvor der er mindst nitrogen i jorden. Det gælder især dele af Canada og Sibirien.

”Det er overraskende, fordi både plantevækst og nedbrydning af ophobet kulstof i jorden typisk er størst, når der er meget nitrogen i jorden. Den nye forskning tyder således også på, at der er en del uafklarede spørgsmål, før vi til fulde forstår CO₂-balancen i den arktiske tundra” siger en anden medforfatter, professor Bo Elberling fra Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning, og fortsætter: 

”Hvis jordbundens kulstof nedbrydes hurtigere, end den fornys af planternes øgede vækst, kan tundraen ende med at blive en fremtidig CO₂-kilde. Og det kan igen forværre effekterne af klimaforandringerne. Det er derfor vigtigt, at dette studie følges op af opgørelser over, hvor meget CO₂ tundraen optager via øget plantevækst.”

Studiet, som er det hidtil største af sin slags, er i det hele taget en reminder om hvilke kræfter, der er i spil i klimaet, slutter Riikka Rinnan af med at påpege:

”Vores resultater er en påmindelse til os alle sammen om, at vi er i stand til at kontrollere de menneskeskabte CO₂-kilder - hvilket vi også bør - mens andre CO₂-kilder er ’out of control’. Men det er vigtigt, at vi regner disse udslip med, når vi prøver at forudsige fremtidens klima. Og den nye viden, vi her er kommet med, kan bruges til at forbedre nøjagtigheden af klimamodellerne.”

 OM STUDIET

• Klimaforsøgene i minidrivhusene førte til en øget lufttemperatur på 1,4°C og 0,4°C i jorden sammen med 1,6% nedgang i jordfugtighed i forhold til kontrolfelterne uden for drivhusene.
  
  
• Disse ændringer boostede jordbundens frigivelse af CO₂ med 30% i vækstsæsonen sammenlignet med kontrolområder uden opvarmning. Effekten kunne måles i mindst 25 år – hvilket er så langt tilbage, som disse forsøg har været i gang.
  
  
• Nogle af forsøgene i studiet kunne fortælle, hvorvidt den ekstra CO₂, som bliver frigivet fra tundraen, kommer fra planter eller fra jord og mikrobielle samfund i jorden. Resultatet var, at frigivelsen stiger for begge af kilderne.
  
  
• Den videnskabelige artikel om studiet er netop udgivet i tidsskriftet Nature.
  
  
• Studiet er udført af et stort internationalt forskerhold med Umeå universitet (Sverige) i spidsen. Fra Københavns Universitet har Riikka Rinnan, Bo Elberling, Anders Michelsen, Cecilie S. Nielsen, Emily P. Pedersen, Casper Tai Christiansen, Nynne Marie Rand Ravn og Ingvild Ryde bidraget.