Jordens økosystemer spiller en stor rolle i forhold til jordens kulstofcyklus og dermed også tab af kulstof. Økosystemernes respiration (ånding) afhænger af samspillet mellem planter, dyr og mikroorganismer, som bakterier og svampe, og denne respiration afhænger i høj grad af temperatur. I en ny publikation i det internationalt anerkendte tidsskrift Nature Ecology & Evolution har forskere fra blandt andet Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet undersøgt forholdet mellem temperatur og respiration fra jordens økosystemer. 

”Det er et emne af stor betydning for modellering af fremtidige klimaændringer, men det er også et område, hvor der har været savnet en empirisk analyse på storskala niveau af sammenhængen mellem temperature og respiration,” fortæller professor og institutleder Jørgen E. Olesen.

210 forskellige steder på Jorden

Sammenhængen mellem temperatur og respiration beskrives typisk ved en eksponentiel sammenhæng mellem temperatur og respiration. Det er denne sammenhæng, forskere har testet ved at undersøge, om der er tærskelværdier, hvor denne sammenhæng ikke holder længere. Dette er gjort på tværs af 210 målesteder fordelt over hele klodens landareal. På disse lokaliteter er udvekslingen af CO₂ mellem økosystem og atmosfære blevet målt over længere perioder. 

”De 210 lokaliteter er spredt globalt, så vi dækker et omfattende temperaturinterval. Og det betyder, at vi har kunnet finde tærskelværdier for både høj og lav temperaturer i forhold til økosystemernes respiration. Det hænger sådan sammen, at når man over eller under en bestemt temperatur, så følger økosystemernes stofstifte ikke længere den eksponentielle sammenhæng,” fortæller Jørgen E. Olesen. 

Med andre ord har forskerne fundet frem til økosystemernes følsomhed og afhængighed af temperaturen. Et eksempel på, hvordan temperatur påvirker økosystemerne er permafrost områder, hvor det er så koldt, at temperaturen er under den af forskerne fastslåede tærskelværdi for økosystemer, det vil sige, at økosystemerne er sat i dvale. 

”Men stiger temperaturen over den lave tærskel for mikrobiel nedbrydning i disse permafrostområder, så risikerer vi, at store lagre af labilt kulstof kan blive frigjort,” forklarer Jørgen E. Olesen. 

Tid spiller også en rolle

Som en del af undersøgelsen, har forskerne undersøgt forskellige tidsintervaller, og det viser sig, at jo længere tidsperiode, der betragtes desto lavere er økosystemernes følsomhed overfor  temperaturen. 

”Vi har benyttet målinger fra en halv times varighed til et helt års varighed. Og vores resultater indikerede, at økosystemernes årlige respiration har en markant lavere temperaturfølsomhed sammenlignet med variationen på timeniveau. Det viser, at miljøfaktorernes indflydelse på respirationen varierer med tidsperioden. Det spiller en vigtig rolle i forhold til jordens evne til at kunne fasthold kulstof under klimaforandringer, som vi oplever nu og vil opleve i fremtiden,” fortæller Jørgen E. Olesen. 

For eksempel har forskerne kunnet se, at det er temperaturen, der påvirker aktiviteten i underjordiske mikrobielle grupper i kolde klimaer, mens det i højere grad er begrænsningen af vand- og næringsstoffer, der påvirker aktiviteten i varmere klimaer. 

Fremtidens klima 

”I vores undersøgelse har vi fundet temperaturtærskler for, hvornår økosystemers respiration ændres i forhold til en standardkurve. Men det er vigtigt at huske på, at den her slags resultater skal valideres i forhold til mange forskellige økosystemkomponenter, når detaljeret data, som er indsamlet over længere tid er tilgængelig. Og så er det vigtig at huske, at menneskeskabte ændringer også spiller ind på økosystemers aktivitet,” fortæller Jørgen E. Olesen. 

Men selvom resultaterne i fremtiden skal valideres ud fra langt flere data, så kan resultatet af undersøgelsen ifølge forskerne stadig spille en vigtig rolle i forhold til at inkludere de globale tærskelværdier for temperatur i beskrivelsen af klimaforandringer, og dermed forbedre prognoser af klimaændringer.