Og det skift har store konsekvenser for, hvordan kulstof, en hovedaktør i globale klimaændringer, kredser gennem økosystemet.

Mark Friedl, professor i jord og miljø ved Boston University, og doktorgradskandidat Minkyu Moon brugte satellitbilleder til at fastslå, at træer i Harvard Forest, en mere end 3,700 hektar stor eksperimentel skov beliggende i Petersham, Massachusetts, i løbet af de sidste par årtier er blevet spirende blade tidligere på foråret.

Forskerne analyserede også data på jorden om kulstofoptagelse og fandt ud af, at datoen for, hvornår skoven begynder at optage mere kulstof - en indikator for, at træer fotosynteserer - også har ændret sig tidligere og i endnu højere grad.

"Kun omkring halvdelen af ​​det, vi pumper ud i atmosfæren, bliver i atmosfæren. Den anden halvdel bliver absorberet af planeten."

---

---

Der er ingen tvivl om, at folk i løbet af det seneste århundrede har udstødt flere og flere kulstoffyldte emissioner fra fossile brændstoffer. Men hvad der sker med disse fossile brændstoffer, når de forlader vores biler, hjem eller fabrikker, er en smule mere kompliceret.

"Kun omkring halvdelen af ​​det, vi pumper ud i atmosfæren, bliver i atmosfæren," forklarer Friedl. "Den anden halvdel bliver absorberet af planeten," en byrde, der er delt mellem havet og terrestriske økosystemer, nemlig skove.

Men hvor meget kulstof skove optager, og hvor meget de vil optage i fremtiden, er et åbent spørgsmål, der vedrører skovens produktivitet, specifikt hvor meget træer fotosynteserer og hvor længe.

"Det er lidt af den primære motivation for at gøre dette, er at forsøge at hjælpe os med at forstå, hvordan økosystemer ændrer sig, og hvis klimaet fortsætter med at varme, hvad det vil gøre ved vækstsæsonen for økosystemer, og hvordan ændringer i vækstsæsonen vil føre til stigninger eller fald i kulstofbinding, og derefter, i forlængelse heraf, hvordan det vil påvirke den langsigtede balance af kuldioxid i atmosfæren,” siger Friedl.

For at undersøge tidspunktet for foråret i Harvard Forest sammenlignede forskerne NASA-satellitbilleder fra to kilder: MODIS satellit, som har kredset om kloden dagligt siden begyndelsen af ​​2000'erne og har taget billeder i grov opløsning; og Landsat satellit, som har kredset i 30 år, men genbesøger hvert sted på Jorden sjældnere (en gang hver ottende dag), og samler billeder i høj opløsning.

"Billedsensorerne på satellitterne er designet til at fange vegetationens egenskaber," forklarer Friedl og tilføjer, at billederne er opsamlet ved bølgelængder uden for det synlige spektrum, som er særligt følsomme over for tilstedeværelsen af ​​planter, der aktivt fotosynteserer, således at når blade dukker op i foråret, "vi kan se den timing ret tydeligt fra satellitterne."

"...det er bogstaveligt talt at måle, hvordan økosystemet ånder."

Forskerne parrede satellitdataene med et andet unikt datasæt: tre årtiers målinger på jorden af ​​kulstofoptagelse fra et hvirvelstrømstårn i Harvard Forest, som de brugte til at udpege tidspunktet for øget kulstofoptagelse, der sker hvert forår, når træer begynde at fotosyntese igen.

Skove på bjerge lagrer mere kulstof

"Vi udnytter det faktum, at vi i vores baghave ved Harvard Forest har det længste kontinuerligt kørende målested for kulstofudveksling på planeten, som har instrumenter, der måler optagelsen og frigivelsen af ​​en række sporgasser, herunder kuldioxid fra økosystemer ,” siger Friedl. "Så det er bogstaveligt talt at måle, hvordan økosystemet ånder."

Deres Landsat-satellitdata tyder på, at bladfremkomsten i Harvard Forest med tiden faktisk har ændret sig tidligere (selvom de ikke så et skift i MODIS-observationerne, hvilket kan have at gøre med den kortere tidsramme og grovere opløsning). Deres målinger på jorden fortæller en lignende historie: I løbet af de sidste par årtier har den årlige stigning i kulstofoptagelsen fundet sted tidligere på foråret.

Tendensen mod tidligere forår var dog mere udtalt i målingerne på jorden, end den var i satellitdataene, en forskel, som holdet vil undersøge i opfølgende undersøgelser. Holdet vil også gerne undersøge, hvordan en længere vækstsæson påvirker den samlede kulstofoptagelse i Harvard Forest, og udvide deres eksperimentelle tilgang til flere steder.

I sidste ende planlægger forskerne at bruge dataene til at forbedre, hvordan klimamodeller repræsenterer tidspunktet for foråret, som Friedl håber vil føre til bedre forudsigelser om fremtidige klimaændringer.

"Vi forsøger at bruge disse oplysninger til at opklare dette ret komplicerede sæt spørgsmål omkring, hvordan planeten ændrer sig, og hvad fremtiden bringer med hensyn til økosystemer og økosystempåvirkninger på klimasystemet."

Moon præsenterede de foreløbige resultater ved American Geophysical Unions efterårsmøde i New Orleans. NASA's Terrestrial Ecology Program finansierede arbejdet.

Kilde: Catherine Caruso for Boston University