Áhrif loftslagsbreytinga og landnýtingar á gróður og jarðveg í Húnavatnssýslum á Nútíma - verkefni lokið

Fréttatilkynning verkefnisstjóra

12.9.2019

Rannsóknin tók mið af breytilegum landfræðilegum aðstæðum til að meta áhrif loftslags og hæðar yfir sjó: 1, inn til lands á láglendi þar sem ætla má að kjörlendi birkiskóga hafi verið; 2, á hálendisbrún þar sem ætla má að hæð skógamarka hafi fylgt loftslagsbreytingum; 3, í hafrænu loftslagi á Skaga þar sem ástæða er til að ætla að loftslagsbreytingar hafi fremur afgerandi áhrif á skóglendi en inn til lands og, 4 á hálendi ofan skógarmarka. Með vel tímasettu aldurslíkani jarðvegs og vatnasets sem byggði á efnagreiningu gjóskulaga og 14C aldursgreiningum var hægt að tímasetja umhverfisbreytingar á svæðinu, sem lesa má úr greiningu frjókorna og gróðurleifa í jarðvegi og vatnseti, og efna- og eðliseiginleikum vatnasets og jarðvegs. Hlýjustu skeið á nútíma voru fyrir um 10100 – 8800 árum en í kjölfarið fyrir 8800 – 8000 árum kólnaði sem endurspeglast í minnkaðri frjóframleiðslu birkis. Í kjölfar þess tímabils ýtti hlýnun undir frekari framrás birkiskóga sem náðu hámarksútbreiðslu fyrir um 8000-6000 árum frá láglendi upp á hálendi. Fyrir um 6700 - 4200 árum dró úr þéttleika birkis vegna kólnunar og fyrir 4200 árum var það nærri vistfræðilegum mörkum sínum á hálendi og á undanhaldi en hélt þó velli þar til eftir landnám. Á annesjum á vestanverðum Skaga benda lurkar til þess að birki hafi vaxið í mýrum fyrir um 4200 árum en upp frá því hrakist þaðan. Áhrif gjóskufalls frá Heklu (H4) fyrir um 4200 árum varð þess valdandi að birki, sem stóð höllum fæti vegna kólnandi veðurfars, hörfaði á hálendi og við tóku fjalldrapamóar en jarðvegur varð ekki fyrir skaða og umhverfið var áfram stöðugt í kjölfar gossins. Á láglendi hélt skógurinn velli þótt botngróðri skóga hnignaði um tíma. Á forsögulegum tíma hafði loftslag megináhrif á gróðurbreytingar en þær breytingar ullu ekki jarðvegsrofi. Forsöguleg gjóskugos leiddu ekki til merkjanlegs jarðvegsrofs. Við landnám breyttist myndin mjög. Gróðri hnignaði verulega vegna nýtilkominnar landnýtingar, skógar eyddust og umfangsmikið jarðvegsrof hófst sem m.a. eyddi gróðurlendum og jarðvegi sem leiddi til umfangsmikils taps kolefnis í landvistkerfi svæðisins. Mójörð, sem er stærsti kolefnisgeymir landvistkerfis á landinu, beið skaða af foki af rofsvæðum sem ýtti undir niðurbrot kolefnis sem hafði verið stöðugt um aldir og losnaði þar með í formi CO2 út í andrúmsloftið. Niðurstöður rannsóknarinnar sýndu hvernig landvistkerfi brást við loftslagsbreytingum, gjóskufalli og landnýtingu og hefur því mikilvæga þýðingu til að spá fyrir um áhrif loftslagsbreytinga og landnýtingar á gróður og jarðveg þar með talið kolefnisbúskap landvistkerfis.

English:

The principal object of the project is to examine climatically- and anthropogenically-driven changes in terrestrial ecosystems over the Holocene in Northwest Iceland. We assess the impacts of the proposed drivers for environmental change over a transect stretching through an environmental gradient from the oceanic environs of the Skagi peninsula, across the inner lowlands, up to the highland margin and highlands. The environmentally different locations were examined palaeoecologically in order to assess their respective ecosystem resilience to climate change and land use. We employed a multi-proxy approach, combining biological, lithostratigraphic and soil methods to tease out signals for vegetation change and soil erosion. The chronology is well constructed, based on tephrochronology and 14C dating, which allowed dating of the major periods of environmental changes, that was supported by palynology, macrofossils, physical and chemical properties of lake sediment and soils in the area. The warmest periods during Holocene were 10,100 – 8800 cal. yr BP and followed by cooling climate 8800 – 8000 cal. yr BP. After 8000 cal. yr BP birch woodland expanded further in the lowlands and the highlands due to climate warming and reached the greatest distribution during 8000 – 6000 cal. yr BP before entering a decline from c. 6000 cal. yr BP, with harsher environmental conditions apparent after c. 4200 cal. yr. BP. At 6700 – 4200 cal. yr. BP woodland density declined due to cooling and by 4200 cal. yr. BP the birch woodland was close to its carrying capacity in the highlands but remained until the start of human settlement in the 9th century AD. At Skagi macrofossils indicate that birch grew in peatlands at the northwest coast c 4200 cal. yr BP after which it declined. The c. 4,200 cal yr. BP Hekla 4 tephra, which is one of the most extensive Icelandic Holocene tephra layers, impacted the open woodland at the highland that was already at its ecological limit and shifted to shrub/dwarf shrub heath in response to the tephra fall and cooling climate. In contrast the birch woodland in the lowlands were not severely affected and the woodland recovered quickly whereas the understory vegetation took decades to recover. During the Holocene and prior to 9th century AD climate was the main driver of vegetation change. However, these changes did not cause discernible soil erosion and neither did prehistoric tephra deposits. By the time of settlement, the environmental conditions changed dramatically. Vegetation declined in response to the new disturbance caused by land use. Birch woodlands (forests) disappeared, soil erosion escalated and facilitated further vegetation disturbance and considerable carbon loss from the terrestrial environment. Histosol, which is the largest terrestrial carbon pool in Iceland, suffered from the deposited wind-borne paleosoil and sediment. The deposition of eroded soil affected the hydrology of the histosol with the consequence that previously stable soil organic carbon decomposed with increased CO2 emission to the atmosphere. The new data have, and will, inform about how the terrestrial ecosystem has responded to climate change, volcanic ejecta, and land-use in the past, and as such provide important information about how ecosystems may react to future climatic or anthropogenic perturbations. This is relevant, for example, for carbon fluxes in the terrestrial ecosystem.

Heiti verkefnis: Áhrif loftslagsbreytinga og landnýtingar á gróður og jarðveg í Húnavatnssýslum á Nútíma / Stable or unstable landscapes: The impacts of climate change and land use on Holocene environments in Northwest Iceland
Verkefnisstjóri: Guðrún Gísladóttir, Háskóla Íslands
Tegund styrks: Verkefnisstyrkur
Styrktímabil: 2014-2016
Fjárhæð styrks: 30 millj. kr. alls
Tilvísunarnúmer Rannís: 141842