长达30年的实验详细说明了气候变化对北极生态系统的影响
发表在开放获取期刊北极科学——介绍了国际苔原实验(ITEX) 30 年的研究和监测结果,该实验是 1990 年建立的合作研究网络,旨在研究环境影响苔原生态系统的变化。
“分享知识对于气候行动至关重要,尤其是在北极等经历快速变化的地区。知识的公开交流是 ITEX 和北极科学的支柱,该合集中的免费论文是对我们了解苔原生物群落的宝贵贡献,”北极科学创始和咨询编辑、前任主席Greg Henry 博士分享ITEX 和英属哥伦比亚大学名誉教授。
特刊中的纵向工作详细介绍了变暖的北极如何改变植被,这对使用植物作为食物和文化习俗的环北极社区以及苔原系统的结构和功能都有影响。
值得注意的是,ITEX 研究为北极地区木本灌木的覆盖率和高度增加提供了有力的证据。这种被称为“灌木化”的现象对生态系统功能具有级联效应。例如,瑞典北部的一项研究表明,所有苔原类型的灌木都有增加。由佛罗里达大学博士后研究员 Jeremy May 博士领导的一篇论文描述了较高灌木的阴影如何减少较短的浆果植物生长的花朵数量。
一个简单的装置揭示了变暖的复杂影响
ITEX 变暖实验的结果为植物在未来如何应对变暖的温度提供了见解;这些条件是使用称为开顶室 (OTC) 的透明外壳创建的,它可以将空气被动加热 1-3 °C。“他们基本上在一个地点复制了一个温暖的年份,并显示出对变暖的现实反应,”大谷州立大学的罗伯特霍利斯特博士解释说,他是 ITEX 的联合主席。一项关于加拿大高北极地区一个地点极端寒冷年份(2018 年)影响的研究清楚地表明了这一点,那里一些植物只在 OTC 内产生种子。
这些跨越苔原生物群落的地块(面积约 2 平方米) 揭示了植被和土壤对变暖的反应如何因地而异。一项 ITEX 研究检查了茶包在 OTC 中是否分解得更快(植物垃圾分解的代表),并且因地点而异。
“我们使用了位于冰岛亚北极和挪威高北极的地点。我们找不到对北极高海拔地区变暖的反应,但在冰岛,分解随着变暖而增加,”主要作者、哥德堡大学博士生 Katrín Björnsdóttir解释说。“这些结果表明,变暖可能会导致植物凋落物更快分解。这可能与更多的碳进入大气有关。”
协作工作产生了惊人的数据集
在整个北极地区拥有 30 多个研究地点,来自 11 个国家/地区的研究人员收集了数十万个关于苔原生态系统的测量和观察结果,包括:苔原植被多样性的变化、植物首次开花的日期、叶子的韧性、类型土壤中微生物的含量、叶子的精油含量、昆虫游客的多样性、车辆损坏后的恢复以及表明食草动物的动物粪便颗粒的存在。
数据分析与气候变化直接相关的因素有关,包括气温和积雪深度、持续时间和分布——后者特别重要,因为北极的冬季比夏季变暖更多。
这些数据也是共享的。数据共享是 ITEX 的创始原则。Janet Prevéy 博士(地质调查局)和 ITEX 同事描述的巨大苔原物候数据集可在极地数据目录下载和使用。
确定未来几十年的优先事项
至于 ITEX 的未来 30 年,科学指导委员会的成员强调 需要进行更多的综合研究以及社区参与的重要性:
“ITEX 站点传统上位于偏远的研究站或研究人员熟悉的站点。将研究站点设置在北部社区附近 [将允许] 知识交流的可能性,并将研究与当地学校联系起来……感兴趣的新研究问题当地人在这些互动中出现,可以使研究与生活在快速变化的北极地区的人直接相关。”