Tundraen er blevet betragtet som en vigtig kulstofgrav, der fungerer som en vask, der lagrer store mængder kulstof i sin frosne jord. Men virkningerne af klimaændringer De ændrer dybtgående denne funktion. Den progressive stigning i temperaturer forårsager frigivelse af dette kulstof i form af kuldioxid (CO2) y metan ud i atmosfæren, hvilket forværrer den globale opvarmning.
Tundra-økosystemer, der ligger i arktiske områder som Grønland, Sibirien og Alaska, er særligt følsomme over for ændringer i klimaet. I mere end et årti har forskere ved Zackenberg-stationen i det nordlige Grønland overvåget kulstofbudgettet i tundra på den nordlige halvkugle, der afslører, hvordan de organismer, der bebor disse regioner, ændrer deres rolle fra kulstoflagring til nettoudledere.
I en nylig undersøgelse, offentliggjort i Journal of Geophysical Research, bliver det klart, at udledning af kuldioxid af levende organismer stiger i takt med at temperaturen stiger. Ligeledes er processen med fotosyntese, nøglen til at opfange CO2, er også negativt påvirket. Der er kritiske temperaturer, såsom 7ºC, som, når de er overskredet, praktisk talt ophører med kulstoflagring i disse økosystemer.
Klimaændringernes indvirkning på tundraens kulstofkredsløb
Kulstofkredsløbet i tundraen er direkte påvirket af temperaturer. Når klimaet opvarmes, tøer det øverste lag af permafrost op, hvilket igen gør det muligt for mikroorganismer at nedbryde organisk materiale tidligere frosset. Denne proces resulterer i frigivelse af store mængder CO2 og metan, drivhusgasser, der øger virkningen af klimaændringer.
Forskellige undersøgelser, såsom den instrueret af NASA i Arktis, viser, at tundraen udvikler sig mod adfærd, der ligner mere boreale skove, økosystemer fundet i områder med lavere breddegrader. Dette fænomen omfatter migration af plantearter som buske og små træer mod nord, hvilket også påvirker kulstofkredsløbet.
Satellitobservationer, ved hjælp af avanceret teknologi som f.eks ICESat-2 y landat, har gjort det muligt at dokumentere disse ændringer i kulstofkredsløbet og vegetationens bevægelse mod Arktis. Med mere buskvegetation kunne tundraen absorbere noget CO2, men optøning af permafrost er fortsat en kritisk trussel, da emissioner af gammelt kulstof vil opveje eventuel yderligere optagelse af vegetation.
Tidlig afrimning og dens konsekvenser
En af de største udfordringer for tundraen er tidlig afrimning forbundet med klimaændringer. En gruppe forskere har påpeget, at forårets fremmarch, som opstår på grund af mildere vintre, ændrer livscyklussen for vegetationen i tundraen. Denne ændring kan reducere tundraens evne til at fungere som en kulstofvask.
Den normale tundracyklus sikrer, at planterne, efterhånden som de nedbrydes, langsomt frigiver kulstof i de lange vintre, så jorden kan lagre det. En tidlig optøning skaber dog en ubalance i denne cyklus, hvilket letter udledningen af CO2, før planter kan optage betydelige mængder gennem fotosyntese. Resultatet er et nettobidrag til stigningen i drivhusgasser.
Arktisk opvarmning og tundratilbagetog
Blandt de mest slående effekter af arktisk opvarmning er tundra tilbagetog. Ifølge nyere forskning, hvis klimaændringsforanstaltninger ikke implementeres strengt, anslås det, at i midten af dette årtusinde vil kun 6% af den nuværende tundra forblive i det nordøstlige Rusland. Denne proces skyldes udvidelsen af træarter som f.eks sibirisk lærk, som rykker frem mod nord med en hastighed på 30 kilometer pr. årti, og fortrænger tundraens karakteristiske planter.
Denne ændring har ikke kun virkninger på den arktiske flora og fauna, men påvirker også tundraens allerede svækkede kapacitet til at lagre kulstof, hvilket accelererer klimaændringerne på verdensplan. Varmere temperaturer giver mulighed for større nedbrydning af organisk stof, som igen frigiver endnu mere kulstof fra permafrost.
Tundraen som kulstofdræn i fare
Historisk set er tundraen blevet betragtet som en kulstofvask effektiv på grund af lave temperaturer, der begrænser nedbrydningen af organisk stof. Effekterne af global opvarmning får imidlertid denne synkerolle til at blive kompromitteret. Som permafrost smelter, begynder store mængder kulstof, der er lagret i århundreder, at blive frigivet, hvilket kan gøre tundraen til en nettokilde til kulstof frem for en dræn.
Videnskabelige undersøgelser diskuterer fortsat, om disse arktiske økosystemer kan fortsætte med at udfylde deres rolle som kulstofdræn under de nuværende klimaforhold, men hvad der er tydeligt er, at stigningen i temperatur og optøende jord lover ikke godt for tundraens kulstoflagringskapacitet. Denne situation har fået det videnskabelige samfund til at fremsætte presserende opfordringer til beskyttelse af disse økosystemer og implementere drastiske foranstaltninger for at afbøde klimaændringer.
Nylige undersøgelser viser fortsat, at tundraen, et skrøbeligt økosystem, er i gang med en transformation, der kan ændre dens primære funktion som kulstofdræn. Uden tilstrækkelige foranstaltninger vil accelereret optøning af permafrost fortsætte med at frigive store mængder drivhusgasser, hvilket yderligere bidrager til den globale opvarmning.