Nordamerikanske kolde klimaskove absorberer allerede mindre kulstof, viser undersøgelse

Træer er en af menneskers største allierede i kampen mod klimaændringer og opsuger omkring 30 % af det kulstof, vi pumper ud i atmosfæren, ved at brænde fossilt brændstof.

Og i løbet af de sidste mange årtier har det vist sig, at kolde klimaskove på høje breddegrader er blevet endnu mere effektive kulstofdræn, efterhånden som stigende temperaturer og højere CO_{2-niveauer har skabt dem mere produktive.}

Men en ny undersøgelse ledet af forskere fra University of Michigan giver et klarere billede af, hvad der sker i forskellige regioner, og det har skabt yderligere usikkerhed om, hvorvidt disse økosystemer vil fortsætte med at absorbere kulstof, efterhånden som de bliver varmere og tørrere i årtierne forude.

Udgivet i PNAS og involverer eksperter fra hele kloden, viser undersøgelsen, at mængden af kulstof sibiriske skove bidrager til planetens sæsonbestemte kulstofflux er steget meget mere end andre skove på lignende breddegrader. Siden begyndelsen af 1980'erne er den sæsonbestemte kulstofoptagelse i sibiriske skove steget fire gange mere end i nordamerikanske boreale skove som dem i f.eks. Alaska og det vestlige Canada.

Undersøgelsen er den første til at kvantificere, hvordan kulstof, der udsendes fra specifikke overfladeområder under den årlige kulstofflux, påvirker den sæsonmæssige cyklus af CO_{2 i atmosfæren: Planeten "ånder i det væsentlige" i" kulstof i løbet af foråret og sommeren, når træer og planter vokser blade og fotosyntetiserer. Den ånder ud om vinteren, når vegetationen går i dvale.}

Kendskab til denne sæsonbestemte flux giver forskere et billede af, hvor produktive forskellige skovregioner er, og hvor meget kulstof de fjerner fra atmosfæren.

Den varierede kulstofstrøm på tværs af forskellige skove med lignende breddegrader tyder på, at mens nogle skove, som dem i Sibirien, fortsætter med at øge deres kulstofoptagelse, kan andre, som dem i Nordamerika, muligvis ikke. De absorberer måske endda mindre, når klimaet ændrer sig.

"Denne forskning viser, at vi er nødt til at tænke anderledes om, hvordan vi forstår kulstofkredsløbet," sagde undersøgelsens medforfatter Gretchen Keppel-Aleks, U-M assisterende professor i klima- og rumvidenskab og teknik. "Vi kan ikke bare klumpe økosystemer sammen efter deres breddegrad. Vi er nødt til at tænke på individuelle arter og specifikke sæsonbestemte cyklusser af temperatur og nedbør."

Forskere ved, at udsvingene i den årlige sæsonbestemte kulstofflux er steget betydeligt i de seneste årtier. På den nordlige halvkugle er intensiteten af fluxen steget med 30-50% siden 1960'erne, hvilket tyder på en udbredt økologisk forandring. Men fordi tidligere undersøgelser har fokuseret på gennemsnitlige fluxer på planeten eller halvkuglen, har det været uklart præcist, hvad der driver stigningen.

Der har været en simpel fortælling om, at varmere temperaturer universelt har givet næring til planters fotosyntese på tværs af de høje breddegrader, sagde Brendan Rogers fra Woodwell Climate Research Center (tidligere Woods Hole Research Center).

"Selvom det er sandt i det hele taget, fandt vi stærkt divergerende svar på tværs af regioner," sagde Rogers. "Sibirien er blevet grønnere, styrket sin kulstofdræn og har ført til stigninger i sæsonbestemt CO_{2 udveksling, men det arktiske-boreale Nordamerika viser meget mere bruning under forværrede belastninger som brande, skadedyr og tørke.}

"Fremover er vi nødt til at sikre, at vores kulstofbudgetter og -modeller fuldt ud inkorporerer, hvad der sker i Alaska og Canada, da disse mønstre stort set ikke fanges i modeller, og regionen kan snart gå over fra en kulstofdræn til en kilde."

For at udarbejde deres resultater begyndte holdet med faktiske målinger af atmosfærisk CO_{2, indsamlet gennem årtier af National Oceanic and Atmospheric Administration.}

De arbejdede derefter baglæns ved at bruge en computermodel til at beregne de regionale overfladeemissioner, der ville resultere i atmosfæriske kulstofniveauer, der matchede de faktiske observationer.

"Vi brugte disse realistiske overfladefluxer og frigav dem til atmosfæren i vores model, og det unikke er, at vi mærkede individuelle regioner forskelligt," sagde Keppel-Aleks. "Vi kunne se rød CO₂ fra Sibirien, blå CO₂ fra Nordamerika, grøn CO_{2stammer fra økosystemer på lavere breddegrader. Det gjorde det muligt for os at finde ud af, hvilke regioner der er ansvarlige for denne stigning i sæsoncyklussen."}

NOAA måler ikke fluxer, men måler i stedet kuldioxid i atmosfæren og har fulgt stigningen i sæsoncyklussen siden 1976 på steder som Barrow Observatory i Alaska.

"Disse observationer og størrelsen af den ændring, vi har målt, er uden sidestykke sammenlignet med de mange andre steder over hele kloden, hvor vi sporer CO_{2 i atmosfæren - hvilket tyder på, at noget der sker dramatisk i Arktis, som ikke sker andre steder," sagde studiets medforfatter Colm Sweeney, associeret direktør for NOAA Global Monitoring Laboratory."Denne undersøgelse har hjulpet os med bedre at forstå og lokalisere kilden til disse dramatiske observationer."}

Undersøgelsen bekræfter også tidligere data, der viser betydelig grønning i sibiriske skove sammen med meget mindre grønning på lignende breddegrader i Nordamerika.

"Det er virkelig betydningsfuldt, at vi ved at bruge fuldstændig uafhængige atmosfæriske data bekræfter brunings- og grønnetendenserne i fjernmålingsdataene og viser, at sibiriske økosystemer faktisk ser ud til at blive mere produktive om sommeren," Keppel-Aleks sagde.

"Det er endnu et utvetydigt tegn på, at mennesker forårsager ændringer i jordens økosystemer, og det viser, at vi er nødt til at udvikle en bedre forståelse af disse økosystemer, hvis vi vil forudsige, hvad der er i vente for planeten."