Toendra-ecosysteem stort in na verstoring van de vegetatie

26 november 2014

Menselijke activiteiten in het poolgebied, zoals nieuwe olie- en gaswinning, hebben direct consequenties voor de uitstoot van broeikasgassen. Dit blijkt uit Vidi onderzoek van Wageningen University in de Oost-Siberische toendra. De studie laat zien hoe kwetsbaar de toendra is. Na verstoring van de struikvegetatie ontdooit het bovenste deel van de permafrost, zakt de grond in en ontstaan meertjes binnen een tijdsperiode van vijf jaar. In Nature Climate Change van 24 november 2014 doet het onderzoeksteam verslag.

Toendra in Oost-Siberië: vegetatie van rode struiken in de herfst en groen gras.

Dit betekent dat de CO2-absorberende begroeiing van toendrastruiken verandert in moeras en water met uitstoot van het sterke broeikasgas methaan. Het onderzoek laat zien dat toendra-ecosystemen zeer fragiel zijn en menselijke beïnvloeding snel kan leiden tot een toename van broeikasgasemissies.

De toendra is veel gevoeliger voor verstoring dan tot nu toe werd aangenomen. De permanent bevroren ondergrond van de toendra ontdooit na aantasting van de beschermende struiklaag, waarna zichzelf versterkende processen de dooi versnellen. Dit toonden de onderzoekers aan in een experiment waarbij de struiklaag werd verwijderd. Als de dooi inzet smelt het ijs in de bovenlaag van de bodem. Het maaiveld zakt in en er ontstaan kuilen die zich met water en sneeuw vullen en de dooi versterken. Sneeuwophoping in de kuilen versterkt het proces omdat de sneeuwlaag als een deken de ondergrond isoleert, zodat een jaar later de dooi sneller intreedt. Ook de meertjes die zo ontstaan, versnellen het proces: de donkere waterlaag absorbeert de energie van de zon waardoor de bodem sneller ontdooit. De metingen laten zien dat deze ingezakte natte gronden veel methaan uitstoten, terwijl de ongestoorde dwergstruikvegetatie juist methaan absorbeert. Methaan is een dertig keer sterker broeikasgas dan CO2.


Methaan uitstotend meertje dat ontstaan is 7 jaar na afknippen van struiken.

Kettingreactie

De zichzelf versterkende processen versnellen de dooi na aantasting van de vegetatie en kunnen zelfs tot methaanuitstoot leiden. De kettingreactie van processen kan ook geactiveerd worden bij dooi door klimaatverandering. Als door toenemende dooi steeds vaker moerassen en meertjes ontstaan, dan betekent dat een aanzienlijke toename van de methaanuitstoot naar de atmosfeer, waardoor de klimaatverandering kan versnellen.

Het onderzoek is onderdeel van het door NWO gefinancierde Vidi project van Monique Heijmans en werd uitgevoerd door Ake Nauta, Monique Heijmans, Daan Blok en Frank Berendse van de onderzoeksgroep Nature conservation and Plant Ecology van Wageningen University.


Bron: Wageningen UR