Áhrif loftslagsbreytinga á gróður (ITEX)

Náttúrufræðistofnun er aðili að alþjóðlega vistfræðiverkefninu ITEX (International Tundra Experiment) ásamt Landbúnaðarháskóla Íslands. Markmið verkefnisins er að kanna áhrif yfirvofandi loftslagsbreytinga á heimskauta- og fjallagróður sem talinn er viðkvæmur gagnvart þeim. Þetta er gert með því að mæla viðbrögð nokkurra lykiltegunda plantna og gróðursamfélaga við hækkun hitastigs í stöðluðum vettvangstilraunum sem víðast á heimskautasvæðum. ITEX byggir á spám GCM-líkana um afleiðingar aukins styrks gróðurhúsalofttegunda í andrúmslofti á loftslag. Grundvallartilraunin byggir á að auka yfirborðshitastig í tilraunareitum um 2-3°C með notkun opinna skýla úr trefjagleri. Þessi hitastigshækkun samsvarar spám um loftslagsþróun á norðurhveli fram á miðja næstu öld.

Verkefnið hófst árið 1990 og er um langtímaverkefni að ræða. Þátttökulöndum hefur fjölgað, eru þau á annan tug og tilraunaunasvæði um 30. Tveimur rannsóknasvæðum hefur verið komið upp hér á landi, á Þingvöllum og Auðkúluheiði, og hófust mælingar á þeim 1995 og 1996. Þar hafa m.a. farið fram rannsóknir á hitastigsbreytingum, vexti og þroska nokkurra lykiltegunda plantna, samsetningu og þekju tegunda og jarðvegskilyrðum. Umtalsverð gögn hafa fengist og hafa þau verið notuð til úrvinnslu og greinarskrifa um íslensku tilraunasvæðin og einnig við sameiginlega úrvinnslu gagna frá mörgum ITEX-svæðum.

ITEX-tilraunasvæði í fjalldrapamóa á Auðkúluheiði, opin plastskýli sem notuð eru til að hækka sumarhita um 1 -2 ºC. (Ljósm. Borgþór Magnússon).

Helstu niðurstöður:

Á Þingvöllum og Auðkúluheiði hækkaði hitastig inni í gróðurskýlunum yfir vaxtartímann. Nam hækkunin 0,3 – 2,0 ْC eftir svæðum og árum. Einstakar plöntutegundir brugðust misjafnlega við hitastigshækkun, en flestar blómguðust og mynduðu fræ fyrr innan skýlanna en utan þeirra. Mikill munur kom hins vegar fram milli svæðanna hvað varðar viðbrögð plöntusamfélags við hitastigshækkun. Í mosaþembu á Þingvöllum, þar sem tegundir eru fáar og jarðvegur rýr, var ekki merkjanlegur munur á gróðurfari innan og utan skýla eftir 5 ára tilraunir. Í fjalldrapamóa á Auðkúluheiði, þar sem tegundafjölbreytni er mikil og jarðvegur allfrjósamur, urðu hinsvegar umtalsverðar breytingar á gróðurfari eftir 3-4 ára tilraunir. Þar tvöfaldaði runnkenndur gróður hæð sína og jókst um helming að þekju, sinufall varð meira, en þekja mosa minnkaði um fimmtung. Þessar niðurstöður benda til að viðbrögð plöntusamfélaga við hlýnandi loftslagi séu misjöfn og ráðist m.a. af tegundasamsetningu og fjölbreytni, jarðvegsskilyrðum og loftslagi. Niðurstöður rannsóknanna birtust árið 2005 í tímaritinu Global Change Bilogy

Sameiginleg úrvinnslu á gróðurfarsgögnum frá 11 ITEX svæðum á noðurslóðum, þar á meðal Þingvöllum og Auðkúluheiði, hefur einnig farið fram. Niðurstöðurnar sýna að af háplöntum svara runnar eindregnast hækkuðu hitastigi og aukast að þekju. Aðrir hópar háplantna sýndu lítil viðbrögð eftir 3 – 5 ára tilraunatímabil. Þekja mosa og fléttna minnkaði en sinufall jókst verulega í sverði við hækkun hitastigs. Niðurstöður þessara rannsókna birtust í tímaritinu PNAS árið 2006.

Ingibjörg Svala Jónsdóttir, plöntuvistfræðingur við UNIS á Svalbarða og Landbúnaðarháskóla Íslands hefur verið verkefnisstjóri ITEX rannsóknanna hér á landi. Borgþór Magnússon og Ásrún Elmarsdóttir hafa unnið að verkefninu af hálfu Náttúrufræðistofnunar. Auk þessara stofnana hefur Veðurstofa Íslands komið að verkefninu. Það hefur verið styrkt af Rannís og Landsvirkjun. Verkefnið stendur enn og er tilraunasvæðunum haldið við.

Áhrif hækkaðs sumarhita á vöxt krækiberja á Auðkúluheiði sumarið 1999. Berin til vinstri á myndinni uxu á plöntum inni í tilraunaskýlunum en þau til hægri eru af samanburðarplöntum utan skýlanna. (Ljósm. Borgþór Magnússon).