Międzynarodowy zespół naukowców z ośmiu krajów, pod kierownictwem dr Agaty Buchwał i przy udziale prof. Grzegorza Rachlewicza z Wydziału Nauk Geograficznych i Geologicznych UAM, zbadał związek przyrostu słojów krzewinek arktycznych ze zmianami zasięgu lodu morskiego, temperatury powietrza i opadów w Arktyce. Badacze wykazali, że zmniejszający się zasięg lodu morskiego wpływa na wzrost krzewinek tundrowych w jednych regionach Arktyki, a w innych, bardziej suchych, powoduje ograniczenie ich wzrostu. Zespół podjął wysiłek rozwikłania zagadki, z czego wynika ta dwukierunkowość. Wyniki badań opublikowano w Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [https://www.pnas.org/content/early/2020/12/09/2013311117].
W ciągu ostatnich dwudziestu lat powierzchnia lodu morskiego w Arktyce gwałtownie się zmniejsza. W tym czasie w wielu regionach Arktyki można zaobserwować rozrost roślinności tundrowej - najbardziej na północ wysuniętej formacja roślinnej na Ziemi. Pozornie bezdrzewna tundra w dużej mierze porośnięta jest karłowatymi drzewami, zwanymi krzewinkami. Krzewinki arktyczne, podobnie jak drzewa w niższych szerokościach geograficznych, tworzą roczne słoje przyrostowe. Te niewielkie pierścienie można zmierzyć pod mikroskopem, aby poznać historię klimatu, ale także reakcje wzrostu krzewinek na aktualne zmiany klimatyczne, które są obecne w Arktyce. Badanie dr Agaty Buchwał pokazuje, jak obecnie postępujący zanik lodu morskiego wpływa na wzrost krzewinek arktycznych.
Dr Agata Buchwał rozpoczęła swoje badania podczas stypendium Fulbrighta na University of Alaska Anchorage w 2015 roku. Naukowcy zebrali 23 chronologie słojów rocznych krzewinek. Zbiór danych obejmował karłowate brzozy i wierzby z Alaski, Arktyki Kanadyjskiej, Grenlandii, Spitsbergenu i Syberii. Badania pokazały, że podczas gdy większość krzewinek korzysta z ocieplenia wywołanego zmniejszaniem się powierzchni lodu morskiego i zwiększa swój wzrost, istnieje niezwykła grupa, które stopniowo zmniejsza swój wzrost. Co napędza te rozbieżne reakcje krzewinek na zmniejszający się zasięg lodu morskiego? Naukowcy wykazali, że regionalne zmiany zasięgu lodu morskiego są silnie powiązane ze zmianami lokalnej temperatury i - co ważniejsze - ze spadkiem dostępności wilgoci w wybranych regionach Arktyki. W szczególności tereny z krzewinkami, które wykazują mniejszy wzrost w ostatnich latach pomiarowych, charakteryzowały się coraz większym niedoborem wilgoci przy równoczesnym wzroście temperatury powietrza.
Dlaczego wzrost krzewinek tundrowych jest ważny? Jak wyjaśniają naukowcy, tundra krzewinkowa, podobnie jak las w niższych szerokościach geograficznych, jest istotnym regulatorem obiegu węgla. Podczas gdy obszary tundry z bujnie rosnącymi krzewinkami mogą pochłaniać i magazynować więcej dwutlenku węgla z atmosfery, tereny z krzewinkami wykazującymi spadki wzrostu są jego potencjalnym źródłem. W szczególności, należy tu zwrócić uwagę na interakcję między pokrywą tundrową a wieloletnią zmarzliną, która przy wytapianiu jest źródłem gazów cieplarnianych. Badania naszych naukowców pokazują, że niektóre miejsca w Arktyce robią się na tyle suche, że wzrost roślin przy wysokich temperaturach jest utrudniony. Sucha tundra może być w ten sposób bardziej podatna np. na ryzyko pożarów. Warto dodać, że UAM prowadzi badania w Arktyce już od ponad 40 lat, m.in. w oparciu o Stację Polarną UAM Petuniabukta na Spitsbergenie.
Buchwal A., Sullivan P. F., Macias-Fauria M., Post E., Myers-Smith I., Stroeve J. C., Blok D., Tape K. D., Forbes B. C., Ropars P., Lévesque E., Elberling B., Angers-Blondin S., Boyle J. S., Boudreau S., Boulanger-Lapointe N., Gamm C., Hallinger M., Rachlewicz G., Young A., Zetterberg P., Welker J. M. (2020) Divergence of Arctic shrub growth associated with sea ice decline. Proceedings of the National Academy of Sciences, 117 (52), 33334-33344; doi: 10.1073/pnas.2013311117