The role of functional group interactions in mediating climate change impacts on the carbon dynamics and biodiversity of alpine ecosystems (FunCaB)

Fjellstrøkene våre er viktige leveområder for mange plante- og dyrearter, men de bidrar også med viktige økosystemfunksjoner og tjenester som for eksempel karbonlagring, husdyrbeiter, og regulering av flom og skred. Samtidig er fjellets økosystemer særlig sårbare for klimaendringer.

Fjellvegetasjonen består av flere viktige organismegrupper; blant annet primærprodusenter som busker, urter, gress, moser, og lav, og nedbrytere som bakterier og sopp. For å forstå hvordan klimaendringene påvirker økosystemet som helhet må vi forstå både de direkte effektene av klima og klimaendringer på hver enkelt av disse gruppene, og vi må forstå hvordan klimaendringene påvirker samspillet mellom dem. I FunCaB undersøker vi dette ved hjelp av felteksperimenter. Vi fjerner en eller flere av plantegruppene og undersøker hvordan de andre gruppene responderer, og vi gjør disse eksperimentene under forskjellige klimaforhold slik at vi kan undersøke klimaets betydning for samspillet.

Hypotesen er at konkurranse mellom de forskjellige primærprodusentene vil dominere under relativt varme og produktive forhold, mens samarbeid (fasilitering) vil dominere under kalde og uproduktive forhold. Vi forventer også at moser bidrar mer til produktivitet og karbonlagring, og at sopp bidrar mer til nedbryting, under fuktige forhold.

For å teste disse hypotesene måler vi karbondynamikk, nedbryting, og karbonlagre i jorda langs gradientene og i eksperimentene våre. Vi måler også artssammensetning, frøplanterekruttering og biomasse av moser og høyere planter.

Resultatene bekrefter hypotesene våre. Når vi fjerner gress ser vi at urtene i lavlandet vokser og overlever bedre, mens urtene på fjellet faktisk klarer seg dårligere. Gress er den funksjonelle gruppen som er best i stand til å tåle, og utnytte, de endringene de utsettes for når naboene forsvinner. Resultatene viser videre at klima har stor betydning for nedbrytning i jorda, og for karbonbinding gjennom fotosyntese, som begge er langsommere i kalde, våte klima. Samtidig ser vi også at plantesamfunnet, og spesielt den funksjonelle sammensetningen av arter har stor betydning for karbondynamikken. Gress og urter bidrar til raskere omsetning i økosystemet, mens moser bidrar til å stabilisere fuktighet og temperatur og dermed til saktere karbonbinding, men også saktere nedbryting. Dette betyr at konkurranse mellom artene dominerer under varme forhold, mens samarbeid eller fasilitering dominerer på fjellet.

Moser har i tillegg en effekt på mikroklimaet, i det de fungerer som et 'teppe' som jevner ut svingninger i temperatur og fuktighet. Denne regulerende effekten påvirker igjen mikroorganismene i jorda, noe som kan ha konsekvenser for nedbryting og karbonbinding.

Slike spørsmål om endringer i interaksjoner langs klimagradienter er det ikke mulig å undersøke uten nettopp å kombinere eksperimenter og gradienter, i "markoøkologiske eksperiementer". FunCaB illustrerer hvordan slike elsperimenter kan brukes som et hjelpemidler for å forstå hvordan og hvorfor effektene av klima og miljøendringer varierer i landskapene.

Resultatene våre vil også brukes i modellsimuleringer for å kunne si noe om konsekvensene av klima og klimaendringer for biologisk mangfold og karbonlagring på større skala og under forskjellige fremtidige klimascenarier. FunCaB vil dermed bidra til økt kunnskap om og tilbakekoblinger mellom terrestriske økosystemer og klimasystemet.