Klimaeffekter på terrestre økosystemer: Fokus på vegetasjonsendringer Rolf A. Ims Institutt for Arktisk og Marin Biologi (AMB) Universitetet i Tromsø & Terrestrisk flaggskip Framsenteret
Nordlige Terrestre Økosystemer = Arktisk Tundra og Subarktisk Skog Tundra (7%) Boreal skog (15-20%) Godt samsvar mellom dagens rådende klima og vegetasjonssoner -> Men kan framtidas vegetasjon og økosystem forutsies på bakgrunn av dette?
Eksisterende modellprojeksjoner (basert på nåtid/fortid) Framrykkende skoggrense og treslagsskifte Innen tundrasonen: Mer busk og kratt = «forbuskning» Projisert tregrense (2100)
Vegetasjonsendringer i fokus: A) Forventede tilbakekoplingseffekter av mer skog, mindre tundra og mer forbusket tundra Vegetasjonsendringer Klimaendringer
Vegetasjon & varmere klima: Tilbakekopling I Øket transpirasjon (H2O) fra bladfellende vegetasjon (skog og kratt) (Swann et al. 2010. PNAS: 1295-1300.) H2O H2O H2O
Vegetasjon & varmere klima: Tilbakekopling II & III II: Skog og kratt over snødekket gir minket strålingsrefleksjon (Chapin et al. 2005. Science 310: 657-660) III: Øket jordtemperatur -> Øket biologisk aktivitet-> CO2 + CH4 (Sturm et al. 2005. BioScience 55: 17-26).
Vegetasjonsendringer i fokus: Gjengroing B) Effekter på artssamfunn = biodiversitet Tap av endemisk arktisk biodiversitet +
Gjengroing av tundraen vil gi en gedigen biodiversitetskrise i nordområdene: Flere tundraarter på rødlistene
Vegetasjonsendringer i nordområdene: Samsvarer observasjoner med prediksjonene? ->Svært sporadiske observasjonsserier på bakkennivå ->Fjernmåling viser stor heterogenitet i utviklingen av produktivitet 1982-2008. Beck & Goetz 2011 Motsatte trender i skog og tundra: Skogen flekkvis brunere Tundraen flekkvis grønnere
Store arealer med brun nordlig skog: En overraskelse! Årsaker: Tørke Branner Store insektutbrudd
Sub-arktisk bjørkeskog i N-Norge Bjørkeskog avspist av bjørkemålere (delvis død) i perioden 2003-2008 (1/3 av skogen i N-Norge) Invasjon av høstmåler Varmere vintre og vårer + Serie med varme vårer 2002-2007 Økende vår-temperaturer B) Match sørlige arter Jepsen et al. 2008. JAE Jepsen et al. 2009. PRSB Jepsen et al. 2011.GCB Post et al. 2009. Science frostmåler høstmåler Lauvsprett Fjellbjørkmåler A) Mismatch sørlige arter Tid Tid => ekstreme populasjonsutbrudd
Grønnere tundra antatt forbuskning: Det finnes anekdotiske, fotografiske eksempler Alaska: Sturm et al. 2005 Utstrekning av fenomenet ikke kjent Kopling til varmere klima som årsak ikke sikker
Tundravegetasjons utvikling: Avhenger av flere mulige direkte og indirekte effekter som kan gi raskere og senere gjengroing av tundraen Ekstreme værepisoder på vintrene
Øst-Grønland: Schmidt et al. 2012. PRSB - 98% reduksjon
Østmarkmus Kalv per simle Regn på snø 300 1 0.8 250 200 0.6 Stien et al. 2012 150 0.4 100 0.2 50 0 0 2000 Populasjon av østmarkmus 1995 300 2005 r = 0.95 250 200 150 100 50 0 0.0 0.4 0.8 Kalv per simle 2010 Kalv per simle Regn på snø (mm) Populasjon østmarkmus 350
Sub-arkris og lav-arktisk tundra i Finnmark: -> Høye tettheter av rein forhindrer spredning av vierkratt Ravolainen et al. in prep Ravolainen et al. in prep 35 35 30?2?2 Tetthet av vierrekrutter(m ) Tetthet av vierrekrutter (m ) 30 Høst & vårbeiter sommerbeiter 25 25 20 20 15 15 10 10 5 5 0 0 sommerbeiter Vår & høstbeiter 5.5 6.0 6.5 7.0 Gjennomsnittlig sommertemp. (oc) Muligheter for strategisk beitedyrforvaltning: -> Motvirke gjengroing av tundra
Økosystemene er komplekse klimaeffektene ofte indirekte Funksjoner mangelfullt forstått selv under kjente klimaforhold Svakt kunnskapsgrunnlag for prediksjoner selv under moderate klimaendringer Mer ekstreme klimaendringer kan gi: Nye klima x økosystem kombinasjoner; ukjente økosystemendringer/skader Dagens modellprediksjoner («prediksjonskapasitet») utilstrekkelig Behov for dramatisk bedret observasjonskapasitet Gyrfalcon Snowy owl Peregrin falcon Ermine Arctic foxes Predatorer Skuas Long tailed jaeger Wolf Raven and gulls Carrion Muskox Caribou Roughlegged buzzard Lemmings Arctic hare Geese Herbivorer Ptarmigan Passerine And shore birds Insects Herbs Grasses and Sedges Dryas Saxifraga Willows Vegetasjon Mosses
«Bedret observasjonskapasitet» (jmf. ACIA, MEA, IPY, SWIPA, ABA): = Etablering av Økosystembaserte Klimaeffektobservatorier Raskt og presist dokumentere endringer i økosystemene Hypotesedrevet langtidsforskning (ikke «passiv overvåkning») Identifisere årsaksforhold «Adaptivt» i forhold til ervervet ny kunnskap og ny forskningsmetodikk Aktiv grensesnitt mot forvaltningsmyndigheter, næringer og allmenhet Grunnlag for avbøtende forvaltningstiltak og tilpasningsstrategier Krevende intellektuelt, organisatorisk og ressursmessig!