Naturen. Группа авторов
De fysiske områder omfatter glaciologi, sne, jord, is, søer, hydrologi, oceanografi, havis og ultraviolet (UV) stråling, mens de biologiske områder omfatter jordens fauna og stofomsætning, vegetation, effekter af UV-stråling, udveksling af gasser mellem økosystemet og atmosfæren, flora og fauna i søer, leddyr, fugle og pattedyr. Da Zackenberg Basic moniterer gennem hele vækstsæsonen og år efter år, vil ændringer i alle disse parametre afspejle, hvordan økosystemet reagerer inden for den enkelte sæson og i relation til længerevarende klimarelaterede ændringer over flere år.
En samlet vurdering af de hidtidige effekter af klimaet og anbefalinger for den fremtidige klimaforskning i Arktis blev for nylig foretaget i
Figur 2.2 Halsbåndlemmingen, der lever i højarktisk Grønland, er en såkaldt nøgleart i den terrestriske del af økosystemet ved Zackenberg. De fleste rovdyr er afhængige af dens tilstedeværelse, men vadefuglenes ynglesucces kan for eksempel også være indirekte påvirket, idet tilstedeværelsen af mange lemminger kan mindske rovdyrenes afhængighed af f.eks. vadefuglenes æg, hvilket naturligvis vil være gavnligt for vadefuglebestanden.
Foto: E. Thomsen.
Arctic Climate Impact Assessment (ACIA). Disse anbefalinger er en ledetråd i det tværfaglige moniteringsprogram med særlig fokus på langtidsobservationer af kryosfære, hydrologi, arktisk tundra, ferske og marine systemer samt UV-stråling og gasudveksling. ACIA’s anbefalinger er formuleret meget generelt og er først og fremmest relaterede til et ønske om en fagligt og geografisk mere omfattende arktisk klima- og klimaeffekt-forskning. Så også her kan Zackenberg Basic bidrage med nyskabende tænkning i moniteringen af klimaændringers effekt.
Komplekse klimaeffekter på tværs af arter
I sammenligning med tempererede og tropiske økosystemer kan det højarktiske økosystem med rette betegnes som simpelt, alene af den grund at systemet indeholder langt færre arter end tilsvarende økosystemer længere sydpå. Dette er en fordel, når man, som med Zackenberg Basic, ønsker at beskrive, hvorledes hele økosystemet reagerer på klimaændringer. Det højarktiske økosystem ved Zackenberg er simpelthen nemmere at overskue.
Dette til trods er kortlægningen af effekter af klimaændringer i økosystemet ved Zackenberg ikke en simpel opgave. Ser man nærmere på det terrestriske system omfattende polarræv, lækat, lille kjove, moskusokse, lemming (Fig. 2.2), vadefugle, planter og insekter, ser man, hvordan klimaet påvirker de enkelte arter ad flere veje (Boks 2.2). Resultaterne fra over ti års dataindsamling under Zackenberg Basic understreger, at effekterne af klimaet på de enkelte arter er både af direkte og indirekte karakter. Den direkte effekt af klima er den letteste at observere. Eksempelvis vil moskusokser under snerige vintre have sværere ved at få adgang til deres planteføde, hvilket kan medføre en øget dødelighed og/eller lavere fødselsrate hos moskusokserne. Snerige vintre har imidlertidig også en indirekte negativ effekt på moskusokserne, idet vintre med megen sne vil forkorte planternes vækstsæson og dermed give moskusokserne en kortere sæson, hvor de har adgang til føde af høj kvalitet (Boks 2.2).
Boks 2.2 Et kig på tværs af arter
Et økosystem kan opdeles i den trofiske fødekæde, hvor man grupperer organismerne funktionelt efter, hvilken føde de spiser. Som vist med de brune, fuldt optrukne pile, spiser rovdyrene – polarræv, lækat og lille kjove – alle lemming og vadefugleæg og -unger, mens moskusokse og lemming, som er planteædere, spiser vegetationen. Vadefuglene er insektædere. Der er således en indbyrdes påvirkning imellem fødekædens forskellige niveauer og dermed mulighed for, at klimaet ikke kun påvirker de enkelte arter direkte, men også indirekte gennem vekselvirkninger på kryds og tværs af økosystemet. De blå pile viser hvordan de enkelte arter i økosystemet ved Zackenberg reagerer direkte (fuldt optrukken pil) og indirekte (stiplet pil) på et øget snedække. Som det ses, forekommer der både negative og positive effekter af mere sne.
De indirekte klimaeffekter dokumenteret ved moniteringen af økosystemet ved Zackenberg kan oftest kun beskrives, hvis alle centrale arter moniteres samtidig. Havde man eksempelvis kun overvåget mos kusokserne, ville det have været svært at afgøre, om den negative effekt af øget snedække er en direkte effekt af dette klimafænomen, eller om det er en indirekte effekt som følge af klimarelaterede ændringer i vegetationen – og dermed om vekselvirkningen mellem moskusokser og vegationen funktionelt vil ændres pga. ændringer i klimaet. Med Zackenberg Basic er det altså muligt ikke kun at forudsige klimaets indflydelse på de enkelte arter, men også om hele økosystemet vil ændres i struktur og funktion.
Arters reaktioner på klimaændringer er meget forskellige
I de 14 år, der er moniteret ved Zackenberg, var lufttemperaturen omkring snesmeltningstidspunktet markant højere i årene 2002-05, og i 2007 nåedes en hidtidig varmerekord på 3,3 °C i juni. Således steg den gennemsnitlige temperatur i juni med 0,08 °C pr. år i perioden, mens julitemperaturen steg med 0,19 °C pr. år. Selv om temperaturerne i 2006 var mere ‘normale’, så er der tale om store stigninger. Spørgsmålet er selvfølgelig, om organismerne i et højarktisk økosystem evner at tilpasse sig en så voldsom ændring på så kort tid.
Figur 2.3 Arktisk pil på tundraen ved Zackenberg sammen med et farvet tværsnit af en gren fra arktisk pil. Afstanden mellem to på hinanden følgende mørke ringe viser pilens tilvækst over ét år. Som man kan se, kan denne årstilvækst variere meget fra år til år. Tæller man ringene, finder man ud af, at dette individ er 22 år gammelt. Der er fundet pil i Zackenberg, som er over 90 år gamle!
Foto: C. Baitinger og E. Thomsen.
Ganske overraskende viser resultaterne fra Zackenberg Basic, at dette var tilfældet. Af en større analyse af de gennemsnitlige tidspunkter for planters blomstring, insekters fremkomst og vadefuglenes æglægning fremgår, at disse ‘mærkedage’ i årene 2002-05 indtraf to uger tidligere end ved begyndelsen af vores monitering. Dette gennemsnit dækker dog over en meget stor variation, selv inden for den samme art. Afhængigt af, hvor man kigger i Zackenbergdalen, kan man finde steder, hvor eksempelvis arktisk pil (Fig. 2.3) blomstrede over tre uger tidligere end for 10 år siden, mens den andre steder slet ikke ændrede blomstringstidspunkt. Dette er relateret til, at snedybden varierer meget i Zackenbergdalen og dermed påvirker det lokale tidspunkt for afsmeltning. Ved økosystemmonitering er det altså også vigtigt at dække den såkaldt rumlige variation inden for økosystemet.
Den imponerende plasticitet, dvs. evne til at tilpasse sig ændrede miljøforhold, som nogle arter udviser ved Zackenberg, fører til nye spørgsmål. Hvis ikke alle arter har samme plasticitet, vil det så påvirke økosystemet funktionelt? Vil for eksempel vadefugle, der overvintrer langt sydpå, kunne tilpasse deres ankomsttidspunkt til ændringer i tidspunktet for sneafsmeltning og dermed fremkomsten af insekter? Indtil videre har den tidligere fremkomst af insekter visse år været en fordel for vadefuglene. Men vil fremtidige klimaændringer forårsage så store ændringer, at ikke alle arter kan følge med, og vil dette medføre, at selve økosystemets struktur og artssammensætning ændres? I skrivende stund er forskere tilknyttet Zackenberg Basic netop i gang med at undersøge disse spørgsmål.
Zackenberg i en cirkumpolar sammenhæng
Økosystemet ved Zackenberg er kun et af de mange, som findes i Arktis. For at forstå ændringer i klimaet og de medfølgende effekter på blandt andet økosystemerne i en cirkumpolar sammenhæng bliver man nødt til at kigge på, hvorledes ændringer i store atmosfærehav-systemer, som