16. december 2020

Når havisen forsvinder i Arktis påvirkes plantevæksten på land

klima

Center for Permafrost ved Københavns Universitet er med i et nyt studie, der viser, at plantevæksten i de isfrie områder i Grønland og i resten af Arktis påvirkes meget forskelligt af havisens tilbagetrækning.

Pile og dryas
Her ses sporadisk pilevækst (mørkegrønt) sammen med den lysere mere tørke-tolerante dryas (også kendt som fjeldsimmer). Billedet er taget i Brønlundhus i Peary Land, som ligger i det nordligste Grønland. Foto: Bo Elberling.

Det er fristende at tro, at Grønland bliver grønnere i fremtiden. Ikke mindst fordi vækstsæsonen mange steder bliver både længere og varmere, og der potentielt er flere næringsstoffer til rådighed til planter fra f.eks. permafrosten der tør. Men ikke alle steder er forholdene optimale for en øget vækst.

Havisen spiller en stor rolle for klimaet på land, og dermed også for hvordan plantevæksten bliver påvirket i fremtiden. Og det går stærkt i disse år. År for år bliver udbredelsen af havis i Arktis mindre, og den del der er tilbage bliver tyndere. Der bliver mere åbent vand nær kysten, fordi isen bryder op tidligere og gendannes senere.

Forskere fra Center for Permafrost har indsamlet og analyseret væksten af to grupper af udbredte træarter i Arktisk nemlig birk og pil. Disse to plantegrupper er vigtige at undersøge for at finde ud af om Arktis bliver ”grønnere” i fremtiden.

Studiet er den største tværgående dendrokronologiske undersøgelse (undersøgelse af træernes årringe - se faktaboks) af pil og birk i Arktis nogensinde, og det er er netop udgivet i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences.

Bo Elberling, der er leder af Center for Permafrost og professor på Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning på Københavns Universitet, har stået for indsamlinger af prøver fra store dele af Grønland. Han forklarer; 

”I Grønland finder man landskaber, der er blevet markant grønnere de sidste 20-30 år, og man ser ændringer i artsammensætningen af planter. I disse tilfælde synes en højere temperaturer at være en væsentlig del af forklaringen. Men vand og næringsstoffer bliver formentlig afgørende for, hvor meget de højarktiske økosystemer vil grønnes – selvom det både bliver varmere og havisen fortsat trækker sig tilbage”

Vand er en velkendt og afgørende parameter

Mange steder i Arktis er nedbørsmængderne så begrænset, at man kan tale om en kold ørken. Der er så lidt nedbør, at der udfældes salt på jordoverfladen. Både mangel på vand og salt stresser planterne. Så det er et godt spørgsmål, om planterne generelt vil kunne udnytte et varmere klima til en øget vækst – eller om stressniveauet blot øges, og plantevæksten derfor reduceres. Spørgsmålet er vigtigt, fordi de mest markante klimaændringer er observeret i Arktis, og fordi en øget plantevækst kan bidrage til en øget binding af kuldioxid fra atmosfæren.

Det nye studie viser, at plantevæksten i de isfrie områder i Grønland og i resten af Arktis påvirkes meget forskelligt af havisens tilbagetrækning. Hvor der er vand nok, i form af nedbør eller smeltevand, ses en klar sammenhæng mellem mindre havis og hurtigere plantevækst. Men steder, hvor der ikke er vand nok, medfører den mindre havis derimod at planterne vokser langsommere.

Birk og pil fra 19 lokaliteter i Arktis

I forbindelse med studiet blev der indsamlet birk og pil fra 19 lokaliteter fordelt over hele det arktiske område. De mange planter er blevet snittet op, så tykkelsen af årringe kunne måles. Når man ved, hvilket år planten er indsamlet, kan alle årringene dateres. Træernes livsforløb kan derefter sammenlignes med lokale klimaforhold, jordbundsforhold og udbredelsen af havis mv. Metoden med at måle tykkelsen af årringe kaldes dendrokronologi og er anvendt i en række videnskaber.

De 19 lokaliteter kan deles i to hovedgrupper
På 2/3 af lokaliteterne ses en øget plantevækst gennem de sidste 30 år. Disse steder er karakteriseret ved, at der er vand nok i jorden. Vandindholdet behøver ikke kun at komme fra nedbør, men kan også kommer fra smeltevand fra lokale snefaner eller gletsjere. Nogle af stederne er den lokale reduktion af havis begrænset, og her kan det være svært at skelne mellem lokale effekter pga. mere åbent vand nær kysten og en kobling til en reduktion af havis i stor skala. Det gælder fx lokaliteter i Nordgrønland.

På 1/3 af lokaliteterne ses omvendt, at plantevæksten er reduceret i takt med at havisen er forsvundet. Disse lokaliteter er netop karakteriseret ved, at klimaet er tørt og en yderligere opvarmning derfor kan bidrage til yderligere vandstress for planterne.

”De nye konklusioner er vigtige i det videre arbejde med af afklare, hvorvidt Arktis som helhed påvirkes af klimaændringer, ikke mindst hvilke positive og negative effekter man kan forvente. En øget plantevækst vil kunne binde mere kuldioxid fra atmosfæren, men det ser også ud til, at plantevæksten højt mod nord kun i begrænset omfang vil kunne udnytte opvarmningen, simpelthen fordi der ikke er vand nok”, forklarer Bo Elberling.

Faktaboks

Dendrokronologi
Træer er flerårige vækster med én vækstperiode per år. I Arktis vokser birk og pile både i længden (det vil sige kryber langs jorden) og i bredden. Hvert forår stimuleres væksten af hormoner, og der dannes en ny årring. Det træ-ved som dannes består dels af et lyst forårs-ved, fordi strukturen er åben og giver plads til vandtransport og et mørkere efterårs-ved. Det er derfor entydigt at måle tykkelsen af et enkelt års vækst.

Når man kender året for hvornår prøven er taget kan man regne baglæns og koble et enkelt års vækst til en bestemt sommer. Varme og fugtige år giver typiske de tykkeste årringe. Det lyder simpelt, men arbejdet vanskeliggøres af, at årringene i Arktis er meget tynde og derfor kun kan måles i mikroskop, og at træer kan danne falske årring eller mangle en årringe f.eks. som følge af massive frostskader. Derfor skal der tælles rigtig mange planter og mange snit for hver plante for at få et robust datamateriale.

Salix Arctica

Et tværsnit af en 80 -årig Salix Arctica (pil) fra Brønlundhus med en maksimum tykkelse på knapt 2 cm og en højde på 8 cm. Dværgvæksten er typisk, men mod syd hvor det er varmere og tilgængeligheden af vand og næringsstoffer er større, kan samme art nemt blive 2 m høj. Mikroskopi-billede: Agata Buchwal, førsteforfatter på det nye studie.