Kuivuus pienentää hiilinieluja ja satoja

Submitted by kukkis on Tue, 09/08/2020 - 15:47

Vuonna 2018 sadot olivat pienimmät vuosikymmeniin. Kasvihuonekaasuja mittaava ICOS Grignon -asema Ranskassa (ennen äärimmäisiä kuivuuden vuosia). Kuva: Konsta Punkka.

Vuonna 2018 sadot olivat pienimmät vuosikymmeniin. Kasvihuonekaasuja mittaava ICOS Grignon -asema Ranskassa (ennen äärimmäisiä kuivuuden vuosia). Kuva: Konsta Punkka.

LEHDISTÖTIEDOTE
8.9.2020
INTEGRATED CARBON OBSERVATION SYSTEM, ICOS

Kasvihuonekaasujen tutkimusinfrastruktuuri ICOS (Integrated Carbon Observation System) on mahdollistanut joukon tutkimuksia, jotka osoittavat, miten Euroopan luonto ja sadot reagoivat äärimmäisen kuiviin olosuhteisiin. Äärimmäistä kuivuutta on koettu muun muassa kolmena viime kesänä, 2018–2020. Tänään Philosophical Transactions B -julkaisussa esitellyt tulokset osoittavat esimerkiksi, että vuonna 2018 hiilinielut pienenivät 18 prosenttia ja sadot olivat pienimmät vuosikymmeniin. Tulokset ovat merkittäviä, sillä äärimmäiset kuivuusjaksot todennäköisesti yleistyvät huomattavasti.

Kun ilmasto muuttuu, äärimmäisen kuumien ja kuivien kesien odotetaan yleistyvän huomattavasti. Tämä näkyy jo nyt, sillä viime kesä oli kolmas peräkkäinen äärimmäisen kuuma kesä. Kuivuudesta kärsivien satoalueiden odotetaan myös laajenevan, kun hiilidioksiditasot (CO2) nousevat.

Kesällä 2018 äärimmäisestä kuivuudesta kärsi Euroopassa suurempi alue kuin koskaan ennen. Lämpötilaennätykset rikottiin monilla alueilla Keski-Euroopassa ja Isossa-Britanniassa, Pohjoismaissa sammutettiin maastopaloja ja monissa maissa sato menetettiin laajalti. 

Tänään Philosophical Transactions B:n erikoisnumerossa julkaistut tulokset 17 tutkimuksesta osoittavat, miten Euroopan kasvillisuus reagoi kuivuuteen eli miten kuivuus vaikuttaa hiilidioksidin vaihtoon kasvillisuuden ja ilmakehän välillä. Tutkimusten kattamat alueet ulottuvat Espanjasta Suomeen ja Ruotsiin sekä Tšekin tasavallasta Saksan, Ranskan, Belgian ja Alankomaiden kautta Isoon-Britanniaan. Kuivuustutkimuksista saadaan ratkaisevan tärkeää tietoa, kun ilmastonmuutoksen kielteisiä vaikutuksia pyritään vähentämään.

 

Metsien hiilinielut pienenivät, satoja menetettiin ja ruohoalueet kuivuivat ruskeiksi

Tutkimusten mukaan kasvit hyötyivät aluksi kevään 2018 lämpimistä ja aurinkoisista olosuhteista, mutta kesän helleaallon iskiessä niiden juurille ei riittänyt enää tarpeeksi vettä. Kuivuus poltti ruohoalueet ruskeiksi, jolloin karjan heinärehusta tuli pulaa ja sadot jäivät monin paikoin heikoimmiksi vuosikymmeniin. Seurauksena oli taloudellisia tappioita monille teollisuudenaloille. ”Useat tutkimukset osoittavat, että maan kuivuus vaikutti kasveihin vielä enemmän kuin esimerkiksi korkea lämpötila ja ilmankosteus”, selittää saksalaisen Max Planck Instituten tutkija Ana Bastos, joka on yksi teemanumeron pääkirjoittajista. 

Monissa tutkimuksista havaittiin, että Euroopan mittakaavassa metsät suojasivat itseään vähentämällä haihtumista ja kasvua, mikä vähensi hiilidioksidin sitoutumista. 56 tutkimuskohdetta kattavan tutkimuksen mukaan hiilinielut pienenivät kaikkiaan 18 %.  
”Pitkäaikainen kuivuus ja kuumuus pienentävät metsän kykyä sitoa hiiltä huomattavasti, kun metsä säästää voimiaan, eikä hengitä ja kasva samaa vauhtia kuin normaalivuosina”, sanoo Suomen ICOS-verkoston vetäjä, professori Annalea Lohila Helsingin Yliopistosta ja Ilmantieteenlaitokselta. 

Kuivat olosuhteet jopa muuttivat jotkin ekosysteemit nieluista hiilen lähteiksi. Näin kävi muun muassa useille soille Suomessa ja Ruotsissa:

”Etelässä olevat suot kuivuivat pahasti, ja sen seurauksena soiden hiilinielut kutistuivat nollaan tai ne jopa alkoivat menettää hiilivarastojaan takaisin ilmakehään. Pohjoisessa, missä kuivuus oli lievempi, tutkimussuot kärsivät kuivuudesta vähemmän tai eivät ollenkaan, ja ne säilyttivät kykynsä sitoa hiiltä”, tutkimuksessa mukana ollut Lohila kertoo.

Soiden vedenpinnan laskiessa myös kyky sitoa hiiltä laskee. Ennallistetut suot vaikuttivat selviytyvän paremmin esimeriksi uuden kasvun ansiosta. Tämä on hyvä uutinen, sillä soiden ennallistaminen on yksi keinoista, joita käytetään laajalti ilmastonmuutoksen seurausten lieventämiseen.

Lisäksi ICOS-tutkimukset osoittavat, että kasvillisuuden reagointi äärimmäisen kuivaan kesään riippuu voimakkaasti edeltävän kevään ja jopa talven olosuhteista. Joissakin Euroopan osissa talvi 2018 oli märkä, minkä ansiosta maahan jäi paljon kosteutta, kun taas kevät oli aurinkoinen ja aikainen. Niinpä kasvillisuus kasvoi keväällä keskimääräistä enemmän ja sitoi tavallista enemmän ilmakehän hiilidioksidia. Joissakin paikoissa tämä varhaiskevään kasvu riitti tasoittamaan hiilidioksidin sitoutumisen vähenemistä myöhemmin keväällä.

”Jos tiedeyhteisö osaisi ennustaa tällaiset kuivuusjaksot ja niiden vaikutukset useita kuukausia ennen itse kuivuutta, muuttuviin ilmasto-oloihin osattaisiin mukautua paremmin”, pohtii Wageningenin yliopiston professori Wouter Peters Alankomaista. Peters on yksi teemanumeron pääkirjoittajista.

 

Yli 200 huippututkijan yhteinen hanke 

Nyt esitellyt 17 tutkimusta edustavat yli 200 tutkijan työtä ICOS:n tutkimusinfrastruktuurissa, ja edustettuina ovat kaikki Euroopan huippuyliopistot ja tutkimuslaitokset. Tutkijat työskentelivät tiivisti yhteen ja keräsivät valtavan määrän tietoa, korostaa ICOS Carbon Portalin johtaja Alex Vermeulen, joka oli yksi tutkimuksen koordinoijista: ”Tiedonvaihto oli prosessin aikana avointa, minkä ansiosta tulokseksi saatiin ainutlaatuisia aineistoja, jotka ovat avoimesti saatavilla ICOS Carbon Portalin kautta.” Ensimmäiset aineistot olivat saatavilla jo 6 kuukauden kuluessa tutkimushankkeen käynnistymisestä.

Tämä kaikki oli mahdollista ICOS:n (Integrated Carbon Observation System) olemassa olevan infrastruktuurin ja tiedon ansiosta; ICOS mittaa jatkuvasti tärkeitä ilmastomuuttujia yli 140 asemalla eri puolilla Eurooppaa. Toimintaa koordinoidaan Helsingin pääkonttorista. ICOSin jatkuvasti tuottaman korkealaatuisen tiedon ansiosta tieteellisiä tuloksia voitiin saada nopeammin kuin perinteisillä tavoilla toteutetuissa tutkimuksissa.

”Se, että saatoimme tuottaa ainutlaatuisia aineistoja ja tutkimustuloksia näin lyhyessä ajassa osoittaa, että ICOS:n kaltaiset tutkimusinfrastruktuurit ovat tehokkaita työkaluja korkealaatuisen tutkimuksen mahdollistajina.  Jotta voimme sopeuta ilmaston muuttumiseen, emme voi nojata vuosikymmeniä vanhaan tietoon: meillä on oltava ajantasaista tietoa maapallon tilasta”, toteaa Philippe Ciais, ranskalaisen Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement -laboratorion tutkimusjohtaja ja yksi teemanumeron järjestäjistä ja editoijista. 

”Nämä kuivuustutkimukset osoittavat, että ICOS-yhteisö pystyy tekemään poikkitieteellistä yhteistyötä, yhdistämään erilaisia datavirtoja sekä tuottamaan uutta tietoa niiden haasteiden ratkaisemiseksi, joiden eteen ilmasto meidät kaikki asettaa”, sanoo ICOS:n pääjohtaja Werner Kutsch.
 

Tutkimusten tulokset esitellään ICOSin tiedekonferenssissa 15.–17.9.

ICOS järjestää tiedekonferenssin 15.–17.9.2020 verkossa.  Kirjoittajat esittelevät ison osan tuloksista konferenssin istunnossa 2, joka järjestetään tiistaina klo 14–15.30 (CET).  ICOS-konferenssin ohjelma on saatavilla ICOS:n verkkosivustolla, ja rekisteröityminen on maksutonta. Suulliset istunnot tallennetaan osallistujia varten. 

Ruotsin ICOS Hyltemossa -mittausaseman lähellä sijaitsevat männyt eivät kykene pitämään huolta neulasistaan äärimmäisessä kuumuudessa ja kuivuudessa. Kuva: Tobias Biermann.

Ruotsin ICOS Hyltemossa -mittausaseman lähellä sijaitsevat männyt eivät kykene pitämään huolta neulasistaan äärimmäisessä kuumuudessa ja kuivuudessa. Kuva: Tobias Biermann.

Lisätietoja:

Integrated Carbon Observation System, ICOS – Euroopan laajuinen kasvihuonekaasujen tutkimusinfrastruktuuri: ICOS tuottaa standardoitua tietoa kasvihuonekaasujen pitoisuuksista ilmakehässä sekä hiilidioksidin kierrosta ilmakehän, ekosysteemien ja valtamerten välillä. Nämä tiedot ovat oleellisia pyrittäessä ennakoimaan ja hidastamaan ilmastonmuutosta. ICOS:n standardoidut tiedot perustuvat mittauksiin yli 140 asemalta, joita on 12 Euroopan maassa. Hallitusten välisen organisaation rahoittajina ovat sen jäsenvaltiot. 
Verkkosivusto: www.icos-ri.eu  Twitter: https://twitter.com/icos_ri Kuivuus ja muut datasetit ICOS Carbon Portalissa: https://www.icos-cp.eu/data-products

Henkilöt

Annalea Lohila, Professor, Carbon Cycle, Helsingin Yliopisto & Ilmatieteenlaitos Annalea.Lohila@fmi.fi  +358 50 3663242

Werner Kutsch – Director General, ICOSin pääkonttori Helsinki  werner.kutsch@icos-ri.eu, + 358 50 4484598

Alex Vermeulen – Director ICOS Carbon Portal, alex.vermeulen@icos-ri.eu, +46 72 249 42 14

Mediatiedustelut:
Katri Ahlgren, Head of Communications, ICOS Head Office, Helsinki  katri.ahlgren@icos-ri.eu, +358 40 3502557

 

Teemajulkaisu, Philosophical Transaction B, julkaisijana Royal Society:


The Philosophical Transactions B: ‘Impacts of the 2018 severe drought and heatwave in Europe: from site to continental scale’  https://royalsocietypublishing.org/toc/rstb/375/1810.

 

Artikkelit ja pääkirjoittajat sekä suorat linkit tieteellisiin artikkeleihin:
 

Wouter Peters, Ana Bastos, Philippe Ciais and Alex Vermeulen, Introduction: A historical, geographical and ecological perspective on the 2018 European summer drought. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0505

Ana Bastos et al., Impacts of extreme summers on European ecosystems: a comparative analysis of 2003, 2010 and 2018. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0507

Michael Ramonet et al., The fingerprint of the summer 2018 drought in Europe on ground-based atmospheric CO2 measurements. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0513

Naomi E Smith et al., Spring enhancement and summer reduction in carbon uptake during the 2018 drought in northwestern Europe. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0509

Christian Rödenbeck, Sönke Zaehle, Ralph Keeling and Martin Heimann, The European carbon cycle response to heat and drought as seen from atmospheric CO2 data for 1999–2018. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0506

Rona L Thompson et al., Changes in net ecosystem exchange over Europe during the 2018 drought based on atmospheric observations. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0512

Damien Beillouin et al., Impact of extreme weather conditions on European crop production in 2018. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0510

Alexander Graf et al., Altered energy partitioning across terrestrial ecosystems in the European drought year 2018. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0524

Zheng Fu et al., Sensitivity of gross primary productivity to climatic drivers during the summer drought of 2018 in Europe. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0747

Tarek S El-Madany et al., Drought and heatwave impacts on semi-arid ecosystems’ carbon fluxes along a precipitation gradient. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0519

Anders Lindroth et al., Effects of drought and meteorological forcing on carbon and water fluxes in Nordic forests during the dry summer of 2018. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0516

Janne Rinne et al., Effect of the 2018 European drought on methane and carbon dioxide exchange of northern mire ecosystems. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0517

Mana Gharun et al., Physiological response of Swiss ecosystems to 2018 drought across plant types and elevation. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0521

Natalia Kowalska et al., Analysis of floodplain forest sensitivity to drought. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0518

Franziska Koebsch et al., The impact of occasional drought periods on vegetation spread and greenhouse gas exchange in rewetted fens. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0685

Louis Gourlez de la Motte et al., Non-stomatal processes reduce gross primary productivity in temperate forest ecosystems during severe edaphic drought. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0527