I Arktis – det stora hav- och landområdet närmast Nordpolen – leder klimatförändringarna till att temperaturen ökar snabbare än i övriga världen. Förändringar som sker här kan därför ge kunskap om vad resten av världen har att vänta.

Dessutom finns stora mängder kol lagrad i den ständigt frusna marken. När klimatet blir varmare och jorden tinar, finns risk att kolet frigörs ut i atmosfären som växthusgas och förstärker temperaturhöjningen. 

Som Wallenberg Academy Fellow undersöker Anne Bjorkman hur växter och ekosystem i Arktis reagerar på klimatförändringar. Målet är att kunna dra slutsatser om hur det i sin tur påverkar vårt framtida globala klimat.

– Vegetationen kan ha stor påverkan på vad som händer med kolet i marken. Min forskning undersöker vad som händer med kolet när vegetationen förändras, samtidigt som vi försöker förstå hur klimatförändringar påverkar mångfalden av växter i Arktis, säger Anne Bjorkman.

Data från tusen växthus i trettio år

Ett viktigt verktyg är uppgifter insamlade inom ett internationellt forskningsprojekt, the International Tundra Experiment, som startade i början av 1990-talet. För att undersöka vad som händer med växterna i Arktis när klimatet blir varmare, placerade forskarna ut nästan tusen små, tak- och bottenlösa växthus i landskapet. I dem blir luften några grader varmare än på kontrollplatsen precis utanför. Därefter har de följt växterna på försöksställena på olika sätt, till exempel deras förekomst och egenskaper som blomningstid och höjd.

– Det är ett fantastiskt dataset som ger oss en värdefull bild av vegetationsförändringar både på kontrollplatserna och som svar på experimentell uppvärmning. Med det försöker vi nu ta reda på om det finns egenskaper hos växterna som kan förutsäga hur bra de svarar på klimatförändring, alltså egenskaper som avgör vilka arter som kan väntas minska eller öka i antal när temperaturen stiger.

Här gäller det inte nödvändigtvis egenskaper som styrs av genetiska förändringar över generationer, utan också om en individs förmåga att förändra sig beroende på vilken miljö den lever i.

– Men vi vet inte om växter som har större förmåga att ändra sina egenskaper är de som klarar uppvärmning bättre. Det undersöker vi närmare nu.

Sedan gäller det att undersöka vilken betydelse växternas förändringar har för hela ekosystemet och för kolet i marken, vilket inte är självklart. I sin tidigare forskning har Anne Bjorkman sett att växtsamhällena i Arktis har blivit högre när klimatet har blivit varmare, främst beroende på att högre växter har tillkommit. Högre växter skulle kunna göra att det samlas mer snö, vilket leder till varmare jord och att mer kol frisätts som växthusgas. Å andra sidan kan högre växter betyda mer skugga under sommaren vilket håller jorden kallare.

Fältarbete i Arktis

Anne Bjorkmans grupp bedriver eget fältarbete på tre ställen i Arktis: på Svalbard, på Grönland och i Latnjajaure, som ligger 20 mil norr om polcirkeln i svenska Arktis. Där studerar de områden där temperaturen naturligt skiljer sig mycket mellan närliggande ytor, för att se hur det påverkar växtarters utbredning och egenskaper.

– Eftersom det kan skilja tio grader mellan en bergssluttning mot öster och en mot väster är en uppvärmning på två grader kanske inte en så stor sak för växterna som lever där. Vi undersöker om sådana lokala variationer hjälper växterna att klara framtida temperaturförändringar.

Forskarna tar också frön från växter som lever i varmare områden och planterar dem i kallare områden som sedan värms upp experimentellt. Om växterna från det varmare området klarar sig bättre än andra, tyder det på att de har en genetisk beredskap för varmare temperaturer och skulle kunna bidra till hela artens anpassning till framtida uppvärmning.

De vill också ta reda på om det är just temperaturförändringen som påverkar växterna, eller om andra faktorer, som jorddjup eller fuktighet har större betydelse.

”Det här anslaget ger fantastiska möjligheter att ställa fler och större forskningsfrågor och besvara dem fullt ut. Vi kan studera flera fältplatser på samma gång, vilket behövs för att dra slutsatser om hela Arktis och få en mer komplett bild av förändringarna som pågår.”

Längtar ut

Coronapandemin har varit en utmanande period för forskargruppen. En expedition till Svalbard har skjutits upp två år i följd och restriktioner satte stopp för Anne Bjorkmans plan att ta med familjen, inklusive sin yngste son på fem månader, på fältarbete i Latnjajaure.

– Jag saknar att vara ute i fält, men är stolt över vad min grupp har åstadkommit trots pandemin. I stället för Svalbard lyckades vi med kort varsel skicka två personer till Grönland för att starta våra experiment där och forskningen i Latnjajaure är i gång.

Anne Bjorkman är uppvuxen i USA och gick sin grundutbildning där. Hon doktorerade i Kanada och har arbetet som postdoktor i Tyskland, Skottland och Danmark. 2019 fick hon en tjänst vid Göteborgs universitet och flyttade hit med sin familj. Hon trivs bra och berättar att hon gillar det mesta med sitt arbete; handledning, analys av data och problemlösning – och inte minst fältarbetet.

– Att vara i fält gör att jag förstår min forskningsdata bättre. Jag kan tydligt se skillnaden det gör för växtligheten när jorden är våtare på ett ställe än ett annat, till exempel, och får lättare att tolka datan. Dessutom är det jätteroligt! Jag trivs i naturen, och eftersom jag sitter vid datorn största delen av året är det härligt att få komma ut – gå uppför ett berg och bli trött och smutsig!

Text Sara NIlsson
Bild Johan Wingborg, Anne Bjorkman