Klimaendringer og effekter på landbaserte økosystemer

Økosystemer i arktiske strøk er spesielt sårbare ovenfor klimaendringer og en sirkumpolar studie av arktiske økosystemer vurderer klimaendringene som den klart viktigste påvirkningsfaktoren for økosystemene i Arktis foran andre påvirkninger som arealbruksendringer, forstyrrelser og forurensning.[1] Bare et fåtall planter og dyr finnes i land- og ferskvannsmiljøet i Antarktis, men også her er klimaendringer en betydelig potensiell påvirkningsfaktor, spesielt på den antarktiske halvøy.[2] Studier de siste tiårene har påvist ulike effekter av klimaendringer på arter i ferskvann og på land.

Arktis

reinsdyr

PÅVIRKER ØKOSYSTEMER Økningen i temperatur og nedbør vil påvirke økosystemene. Foto: Thor Siggerud / Norsk Polarinstitutt

Ifølge FNs klimapanel er arktiske økosystemer spesielt sårbare ovenfor klimaendringer. Studier gjennomført de siste tiårene har påvist ulike effekter av klimaendringer på arter og økosystemer i ferskvann og på land.[3] Økningen i temperatur og nedbør vil påvirke økosystemene på en sammensatt måte, der lengre vekstsesong, tining av permafrost og endringer i ferskvannssystemene kan forventes å ha størst betydning for økosystemene på land.

Endring i avsmelting fra isbreer vil forårsake endringer i temperatur i elver, sedimenter og næringsstoffer, som vil få konsekvenser for elver og innsjøer nedstrøms.[4] Etter hvert som istapet øker, vil gammel forurensning som er lagret i firn og breis også kunne slippes ut til miljøet. 

Vegetasjon og vekstsesong

Endringer i snødekket, både stedvis og tidspunkt for smelting om våren, vil påvirke vegetasjonen. Eksperimenter med snømanipulasjon viser at sammenhengene er kompliserte. Tidligere snøgang betyr ikke nødvendigvis økt produktivitet, men sammen med etablering av mer sørlige arter som følge av oppvarming, vil antakelig nettoeffekten for vegetasjonen bli økt produktivitet der det blir mindre snø/kortere snøsesong.[4]

Studier viser at lengden på vekstsesongen har økt de fleste områder I Arktis gjennom perioden 2000–2010 og over de siste 30 årene (1982–2011) har også vegetasjonsindeksen NDVI økt med 15,5 % i det nordamerikanske Arktis og 8,2 % i det eurasiatiske Arktis.[3]

I regi av MOSJ er det påbegynt et arbeid med å overvåke vekstsesongen på Svalbard. Satellittkartlegging av Svalbard viser at vekstsesongen i gjennomsnitt starter før 1. juli i kun 15 prosent av de områder med noe vegetasjon på Svalbard. Adventdalen, nært Longyearbyen, er blant de områder med tidligst start på vekstsesongen, stedvis allerede før 20. juni i gjennomsnitt for årene 2000 til 2010. Studier av satellittdataene viser også store forskjeller fra år til år i starten på vekstsesongen. For de sentrale deler av Svalbard hadde årene 2002 og 2006 fra én til to uker tidligere start enn årene 2000 og 2008.[5] Tidsserien er foreløpig for kort til å gi entydige konklusjoner når det gjelder trender. Bakkeobservasjoner fra Svalbard tyder imidlertid på at det er en trend mot kortere snøsesong (og dermed lengre vekstsesong) med færre antall dager med snødekke på 1990- og 2000-tallet sammenliknet med 1970- og 1980 tallet. Se klimaindikatoren varighet av snødekkeMOSJ

Arktis i utgangspunktet kort vekstsesong, så selv små endringer i lengden på vekstsesongen over tid får konsekvenserfor det meste av plante- og dyrelivet. Plantesamfunnene vil få en direkte effekt i form av økt plantevekst og endringer i plantesamfunnenes struktur og komposisjon. Slike endringer kan føre til bedre vekstbetingelser for ulike dyrearter, og kan bidra til å motvirke negative effekter forårsaket av klimaendringer.

På Grønland er det gjort omfattende studier av tidspunktet for reproduksjon og fenologisk utvikling av viktige beiteplanter for reinsdyr, og man har registrert at klimaoppvarmingen fører til tidligere utvikling av beiteplantene. Samtidig er det vist at tidspunktet for kalving ikke har endret seg mye, og det er dermed foreløpig en uheldig tidsforskjell mellom når det er beiteplanter av god kvalitet og kalvingstidspunkt.[4]

På Svalbard er det registrert at gjessene har noen dager tidligere ankomst om våren, uten at man enda vet om dette vil ha målbare positive konsekvenser for reproduksjon eller overlevelse. Det er imidlertid verd å merke seg at for eksempel kortnebbgåsa, som opptrer i større antall enn tidligere, spiser mange av de samme planteartene som svalbardreinen og påvirker gjennom dette direkte vegetasjonssammensetning og struktur. Slike forhold kan føre til økt konkurranse om næringsressursene. Les mer om dette i artikkelen «Rekordmange gjess skaper problemer på tundraen».

Det reelle utslaget endringene i vekstsesongens lengde gir på økosystemet som helhet er imidlertid fremdeles usikkert.

Permafrost

I arktiske områder er bakken permanent frossen hele året, med unntak av under isbreene – dette er permafrost. Hver sommer tiner det øverste laget – det aktive laget – og gir mulighet for en kort og hektisk blomstringssesong. Permafrost stabiliserer grunnen. Studier viser at temperaturen i permafrosten nå enkelte steder er 2 ˚C høyere enn for 20–30 år siden.[6] En overvåkingsserie fra Svalbard, rapportert gjennom MOSJ, viser at tining også finner sted på Svalbard. Dette kan få konsekvenser for både land- og ferskvannssystemer ved at de fysiske forholdene endres, noe som igjen kan direkte påvirke  vekst- og levevilkårene for planter og dyr, og i neste runde indirekte de dyr som lever av disse.  

Sykdom

I et varmere sommerklima er det større sjanse for at nye parasitter eller andre skadedyr etablerer seg. Dette kan igjen påvirke den lokale biotaen. På Svalbard, for eksempel, har studier vist at svalbardreinens fruktbarhet påvirkes negativt av parasittbelastning.

Fremmede arter

Den korte vekstsesongen og relativt lave temperaturer i Arktis synes å begrense etableringen og reproduksjonen av de fleste fremmede plantearter, og slike arter utgjør kun en liten andel av det arktiske naturmangfoldet i dag. Økende temperaturer og økt menneskelig nærvær tilsier imidlertid at Arktis vil oppleve økt grad av slike etableringer.[7] På Svalbard er det registrert  51 innførte plantearter,  og av  disse er 11 anslått til å være etablert med stabile populasjoner. Foreløpig finnes de kun i tilknytning til bosettinger. Tre av dem anses å ha et potensial for å kunne spres ut i naturlig vegetasjon.

Oppsummering om noen utvalgte arter på Svalbard

Fjellreven er generelt sett på tilbakegang i arktiske strøk, noe som kan være koblet mot klimaendringer. Det er imidlertid ingen tegn til langsiktige endringer i fjellrevbestandene på Svalbard. Fjellreven på Svalbard har ingen konkurranse fra rødrev og er heller ikke avhengig av lemen og andre smågnagere som fjellrev i andre deler av Arktis. Dermed er Svalbards fjellrev mindre følsom for klimaendringer enn mange andre steder i Arktis.  Den vil imidlertid på sikt påvirkes av hvordan klimaendringene slår ut på byttedyrene sel, rein, sjøfugl, vadefugl og svalbardrype.

Vi vet ikke nok i dag til å estimere hvordan klimaendringene vil påvirke svalbardrypa. Fortsatt mangler kunnskap både om økologien til arten, vinterbiologien, trekkruter og om hvordan bestandsstørrelsen varierer. Imidlertid kan svalbardrypene være sårbare for endringer i klima fordi de kan tape i konkurranse om viktige beiteplanter med økende gåsebestander. Rypene kan også være utsatt for en uheldig tidsforskjell mellom tilgang til beiteplantene og tidspunkt for rypekyllingenes klekking. Det er vist at nedisede beiter gir økt vinterdødelighet og dårligere ungeproduksjon pga. redusert tilgang på næring, og reduksjonen i bestandene kommer helt synkront og i takt med regnværsvintrene.[8]

For svalbardreinen vil lengre somre og mer planter være positivt, og bestandens vekst de siste 10 årene tyder på positiv respons på lengre vekstsesong, selv om reinsdyrene påvirkes negativt av flere isingsperioder på grunn av mildere temperaturer.

Det store bildet

Både Svalbard og Jan Mayen er isolerte øyer. De stedegne artene som befinner seg her, har etablert seg over lang tid og tilpasset seg ekstreme livsvilkår. At polarområdene ligger isolert til beskytter pattedyrene som lever på land mot invasjon av sørlige arter. På den annen side vil det ikke komme inn nye pattedyr hvis de nåværende dyrebestandene ikke tåler klimaendringene. Det er per i dag ingenting som tilsier at noen av de stedegne pattedyrene på Svalbard er utrydningstruet på grunn av forventede klimaendringer, men mange studier har vist at klimaendringer påvirker artene, som på sikt kan ha betydning for bestandsstørrelser og utbredelse.

Det er usikkerhet knyttet til hyppigere milde og regnfulle vintre, samt betydningen av nye parasitter.

Antarktis

Deschampsia antarctica

FRAMSKYNDER VEKST Forekomsten av Deschampsia antarctica har økt i noen kystnære områder i Antarktis som følge av klimaendringer. Foto: Øystein Overrein / Norsk Polarinstitutt

I de terrestriske og limniske økosystemene i Antarktis er det vist en rekke forandringer som følge av klimaendringer. Generelle økosystemresponser på oppvarming og økt tilgang på smeltevann er lokal populasjonsvekst, økt biomasse og økt samfunnskompleksitet for virvelløse dyr og planter.[9]

Forekomsten av de to plantene Deschampsia antarctica og Colobanthus quitensis har økt i noen kystnære områder i Antarktis, som følge av klimaendringer. Oppvarming framskynder vekst og spredning av allerede etablerte planter, og økt nyetablering av frøplanter.[2]

Endringer i temperatur og nedbør har økt den biologiske produksjonen i innsjøer, hovedsakelig som følge av kortere sesong med isdekke. Noen innsjøer har blitt saltere på grunn av tørrere klima.[2]  

Noen negative konsekvenser er for eksempel knyttet til at lokale smeltevannskilder forsvinner og økt uttørking som følge av nedgang i luftfuktighet. Andre effekter av menneskelig påvirkning er knyttet til fysisk ødeleggelse av habitater og introduserte arter. Disse utgjør en større trussel mot deler av miljøet på landjorda i Antarktis enn klimaendringer gjør. Det er likevel sannsynlig at samvirke mellom klimaendringer og annen menneskelig påvirkning kan ha betydelige konsekvenser for miljøet og økosystemer.[9]

Referanser

  1. J, Eamer et.al. 2013. Life Linked to Ice: A guide to sea-ice-associated biodiversity in this time of rapid change. CAFF Assessment Series No. 10. Conservation of Arctic Flora and Fauna, Iceland. ISBN: 978-9935-431-25-7.
  2. A.J. Turner et al. 2009. Antarctic climate change and the environment. Antarctic Science. DOI:10.1017/S0954102009990642.
  3. Eric Post et al. 2009. Ecological Dynamics Across the Arctic Associated with Recent Climate Change. Science. (Vol. 325 no. 5946): 1355–1358. DOI:10.1126/science.1173113
  4. Eric Post, Mads C. Forchammer 2008. Climate change reduces reproductive success of an Arctic herbivore through trophic mismatch. Phil. Trans. R. Soc. B (Vol. 363 no.1501): 2367–2373. DOI:10.1098/rstb.2007.2207
  5. Stein R. Karlsen et al. 2011. Satellittbasert overvåkning av vekstsesongen på Svalbard, - status 2010. Norut Tromsø. ISBN 978-82-7492-245-7
  6. Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP), 2012. Arctic Climate Issues 2011: Changes in Arctic Snow, Water, Ice and Permafrost. Snow, Water, Ice and Permafrost in the Arctic (SWIPA) 2011 Overview Report.
  7. M.O. Jeffries et. al. 2012. Arctic Report Card 2012.
  8. James Hansen et al. 2013. Climate sensitivity, sea level and atmospheric carbon dioxide. Phil. Trans. R. Soc. B (Vol. 371 no.2001). DOI:10.1098/rsta.2012.0294
  9. A.J. Turner et al. 2013. Antarctic climate change and the environment: an update. Polar Record. DOI:10.1017/S0032247413000296.