Plantelivet reagerer på et varmere klima i høyfjellet. Noen fjellplanter trives nå høyere opp, mens flere nye arter slår rot i den alpine sonen.

Av Atle Nesje

De siste tiårene har alpine områder på nordlige breddegrader vært utsatt for klimaendringer som har resultert i betydelige endringer i det fysiske og biologiske miljøet. De fysiske endringene har blant annet gitt seg utslag i stigende luft- og bakketemperaturer, tinende permafrost og tilbakesmeltende isbreer.

Det er behov for å få økt forståelse for og bedre kvantifisering av de fysiske og biologiske endringsprosessene som foregår i høyfjellsområdene i Norge. På den måten vil en kunne bli i stand til å gjøre bedre prediksjoner av framtidige endringer i fysiske og biologiske komponenter i det alpine landskapet.

Forskning innenfor prosjektet GLORIA Norge omfatter kartlegging og overvåking av både fysiske og biologiske komponenter i utvalgte høyfjellsområder fra kyst til innland og bygger på et nært tverrfaglig samarbeid mellom de ulike fysiske og biologiske fagdisiplinene.

Bakketemperatur og permafrost
En ti år lang måleserie fra 1999 til 2009 av årlig gjennomsnittlig bakketemperatur på 16 lokaliteter i Jotunheimen og på Dovrefjell er blitt analysert. Oppvarming er registrert på lokaliteter med både kald permafrost, marginal permafrost og dyp sesongfrost. Både direkte temperaturmålinger og indirekte geofysiske parametrer viser at det foregår en degradering av permafrosten.

En økning av gjennomsnittlig bakketemperatur på dyp mellom 6,6 og 9 meter ble observert på de fleste lokalitetene. Temperaturøkningen varierte fra cirka 0,015 til 0,095 grader per år. Den største økningen ble observert der bakketemperaturen er like over null grader celsius. Den laveste stigningen ble observert i områder med marginal permafrost, der bakketemperaturen er like under null grader celsius. Disse områdene er påvirket av latent varmeutveksling som følge av at en økende andel is tiner i de øvre 4 til 10 meterne i bakken. Økt snødybde og en økning i lufttemperaturen om vinteren synes å være de viktigste faktorene som har ført til den oppvarmingen i bakken som vi har observert gjennom tiårsperioden.

Vegetasjonsendringer
En viktig del av prosjektet GLORIA Norge er årlige registreringer av vegetasjonen i såkalte fastruter. Et fastnett etableres ved at man markerer områder på for eksempel én ganger én meter med pinner i hjørnene og spenner opp snorer mellom pinnene. Deretter registrerer man plantene innenfor rutene, og så sammenligner man fra år til år hva som skjer. Det er etablert fastruter på tre fjell langs en vest-øst-gradient i Midt-Norge: Snøtind/Stortussen ble etablert i 2009, Kaldfonna ble etablert i 2010, og Kolla ble etablert i 2011. I 2012 vil det også bli etablert fastruter på Tronfjell ved Alvdal.

På hvert av fjellene er det lagt ut omtrent 40 såkalte makroflater på 10 ganger 10 meter, og flatene er spredd fra fjellskogen og opp til toppunktet i hver av de fire himmelretningene. Det legges vekt på at flatene skal være representative for området, og at en skal ha med både rabber, lesider og snøleier for å kunne inkludere plantesamfunn med ulike krav til snødekke, fuktighet, temperatur og solstråling.

I alle flatene er det lagt ut en temperaturlogger som jevnlig registrerer temperaturen i det øverste jordlaget. I et utvalg av makroflatene er det også merket opp fire mikroflater på én ganger én meter, der en kan registrere vegetasjonen på mer detaljert nivå. I rutene blir alle arter av karplanter samt et utvalg moser og lav registrert, og prosentvis forekomst blir dokumentert. I tillegg har man særskilt fokus på arter som kan være ekstra følsomme for endringer i middeltemperatur. Dette gjelder for eksempel en del typiske fjellplanter og dvergbusker som dvergbjørk (Betula nana).

Etter planen skal fastrutene besøkes hvert femte år, og eventuelle endringer i vegetasjonen skal etter hvert sammenlignes med temperaturdata fra den enkelte rute. Analyseflatene vil videre bli sett i sammenheng med vegetasjonskart som utarbeides for hvert fjellområde. Denne kartleggingen skjer ved bruk av satellittdata. Dette gjør studiet mye mer robust når det gjelder å kunne påvise lokale variasjoner i mikroklimaet. På lengre sikt er det tenkt at prosjektet i tillegg til i Midt-Norge skal inneholde vest-øst-gradienter fra Nord-Norge (Troms), Svalbard og Sørlandet.

Den vegetasjonshistoriske komponenten vil gå ut på å samle inn innsjøsedimenter som representerer de siste tusen år for å studere vegetasjonsendringer og dermed også fortidens klimaendringer. De siste tusen år dekker både middelalderens varme periode og perioden som kalles den lille istiden – to perioder som begge har ført til endringer i økosystemene på grunn av sine klimaendringer.

Overvåking av vekstsesongen
Endringer i tidspunktet for start og slutt på vekstsesongen – såkalt fenologi – er en umiddelbar respons på endringer i klimaet og er ofte en første indikasjon på endringer i vegetasjonen. Artene reagerer fenologisk ulikt på endringer i klimaet, og denne ulikheten vil på sikt føre til endringer i utbredelsesmønsteret og på mengdeforholdet blant artene i plantesamfunnene. På en lengre tidsskala vil denne endringen etter hvert kunne fanges opp av den øvrige overvåkingen som inngår i GLORIA Norge, først sett i populasjonsdynamikken, deretter i makro- og mikroflatene og til sist i vegetasjonskartene. Endringer i vekstsesongens lengde vil også ha betydning for populasjonsdynamikken. For eksempel vil tidlig snøsmelting føre til redusert refleksjon og økt absorpsjon av solinnstråling. En tidligere start på vekstsesongen, med tidligere grønn vegetasjon, gjør at mengden solinnstråling som absorberes og omdannes til varme, øker.

I GLORIA Norge brukes MODIS satellittdata til kartlegging av vekstsesongen for hele fjellkjeden fra Tronfjell til Snøtind/Stortussen. Satellittdatasettet går tilbake til år 2000 og fanger opp de regionale trendene i vekstsesongen mellom kyst og innland og i ulike høydebelter. For å kunne tolke start og slutt på vekstsesongen fra satellittdataene er en helt avhengig av feltobservasjoner – og av at observasjonene gjøres på en skala som er tilpasset de satellittdata som brukes.

Referanser
Bjune, A.E., Aalbu, J.H. og Nesje, A. 2011: High-resolution temperature and precipitation reconstructions for the last millennium reconstructed from a lake in western Norway. Innsendt til Journal of Paleolimnology
Isaksen, K., Ødegård, R.S., Etzelmüller, B., Hilbich, C., Hauck, C., Farbrot, H., Eiken, T. Hygen, H.O. og Hipp, T.F. 2011: Degrading mountain permafrost in southern Norway: Spatial and temporal variability of mean ground temperatures, 1999–2009. Permafrost and Periglacial Processes
Karlsen, S.R., Høgda, K.A., Wielgolaski, F.E., Tolvanen, A., Tømmervik, H., Poikolainen, J. og Kubin, E. 2009: Growing-season trends in Fennoskandia 1982–2006, determined from satellite and phenology data. Climate Research 39, 275–286
Michelsen, O., Syverhuset, A.O., Pedersen, B. og Holten, J.I. 2011: The Impact of Climate Change on Recent Vegetation Changes on Dovrefjell, Norway. Diversity 3, 91–111

Artikkelen er publisert i magasinet Klima 1/2012