Hvordan påvirker det karbonbalansen i snøleie og hei?
Gjengroing i fjellet: Hvordan påvirker det karbonbalansen i snøleie og hei? Mia Vedel-Sørensen, Bente Jessen Graae, Richard Strimbeck Norwegian University of Science and Technology, NTNU, Trondheim, Norway Norwegian University of Science and Technology http://www.ntnu.edu/biology/ecoshrub [email protected] Norwegian University of Science and Technology 2 Gjengroing Dovrefjell Kongsvoll, 1900 Kongsvoll, 2000 Norwegian University of Science and Technology 3 Framstad, 2000, Rapport botanisk serie Gjengroing i arktiske og alpine områder Epstein et al 2012 and Myers-Smith et al 2011 Environmental Research Letters Settele et al., 2014, Fifth Assessment report of the IPCC Norwegian University of Science and Technology 4 Gjengroing Relevante slekter Salix - Vierslekta Betula – Bjørkeslekta Alnus - Oreslekta Alnus viridis- Grønnor Salix glauca - Sølvvier Betula nana - dvergbjørk Norwegian University of Science and Technology Alnus viridis Photo © Biopix: JC Schou 5 Arktisk og alpin tundra er et kjæmpe karbon lager 50 % av globalt estimert underjordisk karbon (C) finnes innen nordiske sirkumpolare permafrost regioner 6 Tarnocai et al 2009, Global biogeochemical cycles Norwegian University of Science and Technology Elementer i karbonbalansen lagre og flukser i hele økosystemet Fotosyntese: 6 CO2 + 6 H20 𝑙𝑦𝑠 C6H12O6 + 6 O2 luft CO2 vann Norwegian University of Science and Technology 7 Elementer i karbonbalansen lagre og flukser i hele økosystemet Respirasjon: C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H20 luft vann Norwegian University of Science and Technology CO2 8 Elementer i karbonbalansen lagre og flukser i hele økosystemet CO2 Atmosphere Abo Net Ecosystem Exchange: NEE = GEP + RE Gross photosynthesis Abo Above ground Litter Litter Below ground Biomass GEP Gross Ecosystem Photosynthesis (Negative) R shoots R Heterotrophic R roots R Heterotrophic RE Organic soil Norwegian University of Science and Technology Ecosystem respiration (Positive) 9 Karbonbalansen under gjengroing netto opptag av karbon – Større årligt opptag enn frigjøring av CO2 – Karbon under bakken forblir under bakken Jord temperatur > 10 °C Jord temperatur < 10 °C NEE NEE NEE Busker Graminider /dvergbusker Norwegian University of Science and Technology Graminider /dvergbusker 10 Cahoon et al 2012, Ecology Letters Busker Karbonbalansen under gjengroing netto frigjøring av karbon – Mindre opptag enn frigjøring av CO2 -> større sirkulasjon av karbon – Karbon under bakken blir frigitt til atmosfæren NEE Organic soil C Heath Ericoid mycorrhiza Shrub ↑ Ecto mycorrhiza Above ground biomass Norwegian University of Science and Technology Parker et al., 2015, Global change biology, 11 Clemmensen et al 2015, New phytologist Hva er det som skjer under gjengroing i en næringsfattig og eksponert hei? ↑ Shrubs + Heath ↑ C turnover ↓C storage Growth and allocation ↑ Height + ↑ Shading - ↑ Snow + ↓ Summer soil temp ↑ Winter soil temp Litter quality less recalcitrant (↓C:N ratio) ? ↑N availability ↑Ectomycorrhiza Modified from Wookey et al 2009 based on (replacing ericoid mycorrhiza) Norwegian University of Science and Technology 12 Clemmensen et al 2015, Veen et al 2015, Parker et al 2015 Hva er det som skjer under gjengroing av et eng? ↑ Shrubs Meadow ↑C turnover ? C storage Growth and allocation ↑ Height ? ↑ Shading - ↓ Summer soil temp Snow ? ? Winter soil temp Litter more recalcitrant (↑C:N ratio) ↑Ectomycorrhiza + - ↓ N availability ↑N availability Modified from Wookey et al 2009 (supplementingNorwegian arbuscular mycorrhiza) University of Science and Technology 13 based on Becklin et al 2012 and Veen et al 2015 Hovedformål • Hva skjer med karbon balansen når der er gjengroing? Mer biomasse, mer fotosyntese, større total karbonlagring? Eller blir der større sirkulasjon av karbon og mindre total karbon lagring? Norwegian University of Science and Technology 14 Hensikt med dette studiet Sammenligning av karbon budsjettet i vierkratt, snøleie og hei Abo ground C Above C Litter C Below ground GEP ShrubNorwegian University of Science Meadow and Technology RE Heath 15 Studie område Armodshøkollen Hjerkinnhøe Dovrefjell Norwegian University of Science and Technology 16 Arter i vierkratt - Shrub Salix glauca - Sølvvier Saussurea alpina - fjelltistel Salix lapponum - Lappvier Galium boreale - Kvitmaure Carex bigelowii – Stivstar Norwegian University of Science andflexousa Technology Avenella – smyle Vaccinium myrtilis - blåbær Trientalis europaea- Skogstjerne Festuca ovina– sauesvingel 17 Arter i vierkratt - Shrub Pleurozium schreberi – furumose Hylocomium splendens – etasjemose Cladonia arbuscular mitis – Fjellreinlav Cladonia stygia – Svartfotreinlav Cladonia stellaris – kvitkrull Polytrichum commune – storbjørnemose Norwegian University of Science and Technology 18 Avenella flexousa – smyle Arter i eng - meadow Festuca ovina– sauesvingel Carex bigelowii – stivstar Saussurea alpina - fjelltistel Leontodon autumnalis- følblom Ranunculus acris – engsoleie Thallictrum alpinum – fjellfrøstjerne Deschampsia cespitosa – sølvbunke Achillea millefolium – ryllik Antennaria dioica – kattefot Anthoxanthum nipponicum – fjellgulaks Norwegian University of Science and Technology Astragalus alpinus – setermjelt 19 Hylocomium splendens – etasjemose Arter i eng - meadow Stereocaulon alpinum – saltlav Hylocomiastrum pyrenaicum– seterhusmose Cetraria islandica – islandslav Aulacomnium palustre – myrfiltmose Barbilophozia lycopodioides– Gåsefotskjeggmose Norwegian University of Science and Technology 20 Sanionia uncinata– klobleikmose Arter i hei - heath Arctostaphylus uva-ursi– melbær Vaccinium vitis-idaea – tyttebær Empetrum nigrum hermaphroditum – fjellkrekling Norwegian University of Science and Technology Festuca ovina– sauesvingel 21 Cladonia arbuscular mitis – Fjellreinlav Arter i hei - heath Flavocetraria cucullata – gulskjerpe Cladonia rangiferina – grå reinlav Cetraria islandica – Islandslav Alectoria ochroleuca – rabbeskjegg Dicranum flexicaule – lyngsigd Norwegian University of Science purpureus– and Technology 22 Ceratodon ugrasvegmose Polytrichum juniperum – einerbjørn Metode CO2 målinger Norwegian University of Science and Technology Photo by Benjamin Blonder Li-840A 23 Metode CO2 målinger Norwegian University of Science and Technology 24 Metode karbon lager Meadow Before After Photos: Mia Vedel Sørensen Heath Shrub Norwegian University of Science and Technology Photo: Rozalia Kapaz Photos: Kristin Odden Nystuen 25 Results 1 Karbon flukser i de ulike plantesamfunnene Norwegian University of Science and Technology 26 Take home message 1 Størst sirkulasjon av karbon i vierkratt og eng Vierkratt og eng • Har større karbon sirkulasjon enn heia I vekstsesonen i fjor ved målinger om dagen Salix glauca in Shrub Norwegian University of Science and Technology Avenella flexuosa in Meadow 27 Resultat 2 ± SD Karbon (C) lagret i de ulike plantesamfunnene Norwegian University of Science and Technology 28 Resultat 2 Karbon (C) lagret i de ulike plantesamfunnene Norwegian University of Science and Technology 29 Take home message 2 Størst karbon-lager i eng og hei • Vierkratt har 1/3 av den mengden C som finnes i eng og hei (Selvom vierkrattet har mere C over bakken enn både eng og hei) Anthoxanthum nipponicum in Meadow Campanula rotundifolia in Heath Norwegian University of Science and Technology 30 C-budsjett: hei og vierkratt NEE day growing = -0.019 NEE year around = ? NEE day growing = -0.163 NEE year around = ? ↓C :N ratios in soil and litter ↑Ectomycorrhiza Heath (replacing ericoid mycorrhiza) Salix-shrubs Norwegian University of Science and Technology 31 C-budsjett: eng og vierkratt NEE day growing = -0.123 NEE year around = ? NEE day growing = -0.163 NEE year around = ? Equal C :N ratios in soil and litter ↑Ectomycorrhiza ? (supplementing arbuscular mycorrhiza) Salix-shrubs Meadow Norwegian University of Science and Technology 32 Konklusjon Gjengroing ser ut til å føre til større sirkulasjon av karbon og mindre total karbon lagring Norwegian University of Science and Technology 33 Konklusjon • Kan beitere forhindre disse effektene av gjengroing på karbonlagring? Norwegian University of Science and Technology 34 Spørgsmål? Kontakt [email protected] http://www.ntnu.edu/biology/ecoshrub Blogg: Adventures of a plant ecologist www.mia-vedel-sorensen.dk=14 Takk til: Rozalia Kapas Kristin Odden Nystuen Brian Enquist ECOSHRUB’s fantastiske feltfolk og samarbeidspartnere. Nansenfondet og Klimaforsk (og IK lykkes fond) Norwegian University of Science and Technology 35
© Copyright 2024