Environmental impacts

Het Nederlands onderzoek

How trait spectra of bryophytes, vascular plants and soil invertebrates interact to control carbon turnover in arctic tundra: mechanisms underlying climate change impacts
Projectleider: Dr. J.H.C. (Hans) Cornelissen
Mede-projectleider: Dr. M.P. (Matty) Berg
Uitvoerder:
Vrije Universiteit Amsterdam, Faculteit der Aard- en Levenswetenschappen, Faculteit der Aard- en Levenswetenschappen, Systeemoecologie
IPY Activity: 213
abstract 

Volg ook het weblog "De hete adem van het veen" op de VPRO Noorderlicht Pooljaar website waarin ecologen van de VU en scholieren verslag doen van de het veldwerk in Lapland.

Populair wetenschappelijke samenvatting

Ecosystemen in koude gebieden, met name door mossen gedomineerde venen, zijn van groot belang omdat ze een belangrijk deel van de organische koolstof op aarde vastgelegd hebben en deels nog steeds vastleggen. Klimaatsopwarming kan deze organische koolstof potentieel weer doen respireren tot CO2, met belangrijke terugkoppelingseffecten op het klimaat. Er is enerzijds nog weinig bekend over de rol en mechanismen van de ecologische interacties tussen belangrijke biota op de bodemdynamiek van organische koolstof, en anderzijds over de invloed van klimaatsverandering op deze interacties. In dit project gaat er specifiek om hoe interacties tussen mossen, vaatplanten en bodeminvertebraten samen de koolstof-dynamiek en bodemrespiratie beïnvloeden. De decompositie (afbraak) van dood plantenmateriaal (strooisel) staat hierbij centraal, want bodeminvertebraten in koude gebieden spelen hierin een belangrijke maar nauwelijks onderzochte rol. Hun soortensamenstelling en activiteit hangt af van

1. de samenstelling (kwaliteit) van de verschillende plantensoorten in de vegetatie (via het strooisel dat ze produceren), welke kan veranderen onder invloed van het klimaat;
2. van klimaatsfactoren zelf; en
3. van de microben (met name schimmels) die ook bij decompositie betrokken zijn en gegeten worden door bepaalde bodemfauna.

Het fundamenteel vernieuwende van dit project is dat niet de plant- en diersoorten zelf centraal staan voor het begrijpen van hun interacties, maar met name de functionele eigenschappen, ofwel ‘functional traits’, welke zij bezitten m.b.t. koolstofdynamiek. Voorbeelden van dergelijke ‘traits’ zijn strooiselchemie of pH van mossen en vaatplanten of de morfologie van de monddelen van bodemfauna. Nog nooit zijn trait spectra van plant- en diersoorten aan elkaar gekoppeld om de algemene patronen van hun koolstof-gerelateerde interacties te onderzoeken, laat staan hoe deze trait interacties veranderen onder invloed van klimaatsopwarming. Wij zullen dit doen door een combinatie van vier onderzoeksbenaderingen:

1. het screenen van de belangrijke soorten mossen, vaatplanten en bodeminvertebraten op ‘functional traits’, gebruik makend van (deels speciaal hiervoor ontworpen) gestandaardiseerde tests;
2. het zoeken naar algemene associaties tussen de trait spectra van deze mossen, vaatplanten en bodeminvertebraten in diverse natte en droge subarctische ecosystemen variërend in de relatieve dominantie van mossen (t.o.v. vaatplanten);
3. het zoeken naar veranderingen in de associaties tussen de trait spectra van deze mossen, vaatplanten en bodeminvertebraten onder invloed van klimaatsverandering, gebruik makend van twee veldexperimenten waarin zowel zomer- als winteropwarming experimenteel geïnduceerd worden;
4. het direct testen van het aandeel van de traits van diverse bodeminvertebraten in de koolstofdynamiek in bodem. Hiervoor wordt een groot experiment opgezet waarin ‘mini-ecosystemen’ gecreëerd worden, waarin zowel de relatieve dominantie van mossen t.o.v. vaatplanten als de initiële bodemfaunasamenstelling gevarieerd worden. De effecten van deze behandelingen op strooiseldecompositie en bodemrespiratie, en de rol van de invertebraten hierin, worden mechanistisch onderzocht door het inbrengen van met zwaar koolstof (13C) gelabeld strooisel. De mate waarin dit label teruggevonden wordt in diverse bodemcomponenten en bodemfauna, en tenslotte in CO2 van bodemrespiratie, zal hierin inzicht verschaffen.

Al deze onderzoeksactiviteiten zullen worden uitgevoerd in de omgeving van het Abisko Research Station in Noord-Zweden, waar ook de coördinerende partner van het overkoepelende IPY programma ENVISNAR huist.