Grensen mellom lavarktisk tundra og sub-arktisk skog strekker seg mer enn 13.000 km rundt den nordlige halvkulen og er dermed den lengste grensen (økotonen) mellom to natursystemer (biomer) på kloden. Et mildere klima forventes å føre til at busker og trær sprer seg lenger nord inn i lavarktisk tundra, men også til økt skogdød grunnet tørke og insektutbrudd. Dette gjør det utfordrende å forutsi økotonens fremtid.
Skog og tregrensedynamikk i et endret klima
Høyere sommertemperaturer vil generelt være fordelaktige for veksten hos arktiske busker og trær, og man kan forvente at utbredelsesgrensen for vedaktige planter vil flytte seg lengre nord og lenger opp i fjellet etter hvert som klimaet blir varmere. Dette vil påvirke overflaterefleksjon og strålingsbalanse og føre til økt oppvarming. En nordlig ekspansjon av busker og trær vil gjøre det enklere for boreale arter, som for eksempel rødrev/rieban, å spre seg inn i dagens tundraområder. Dette kan øke presset på en kritisk truet art som fjellreven/njálla.Viktige skadeinsekter i skog, som for eksempel bjørkemålere, kan imidlertid også forventes å spre seg lenger nord med et mildere klima, og dette kan føre til kraftigere angrep og økt skogsdød.
I Varanger har bjørkemålerutbrudd ført til omfattende skogsdød de siste 15-20 årene, delvis som følge av at den sørlige målerarten liten frostmåler har spredt seg inn i regionen. Dårlig gjenvekst av skog i mange områder etter disse utbruddene gir grunn til å tro at bjørkeskogens tålegrense stedvis har blitt overskredet. Utbrudd av liten frostmåler har nylig også forårsaket betydelig dødelighet av vier i kystnære busktundraområder på Varangerhalvøya. Beitedyr, som rein/boazu og elg/ealga, bidrar også effektivt til å begrense veksten av både kratt og skog. Det er derfor avgjørende med en integrert overvåking av effektene av både store og små planteetere på skog og tregrense, dersom vi skal forstå både direkte og indirekte effekter av klimaendringer på skog og tregrensedynamikk i lavarktiske strøk.
Utbrudd av bjørkemålere forekommer omtrent hvert tiende år. De lengste tidsseriene i figuren over (panel A) er fra Troms, der overvåking av bjørkemålere har pågått siden 1999. Overvåkingen i Øst-Finnmark ble påbegynt i 2015 som en del av COAT (panel B).
Forventede klimaeffekter
Klimaendringene forventes å føre til lengre og varmere vekstsesonger i Arktis, og dermed forbedrede vekstvilkår for mange trær og busker. En forventet effekt vil være spredning av trær og busker inn i dagens tundraområder. Denne spredning vil modifiseres av beitedyr, smågnagere og i særdeleshet insektutbrudd. Varmere vårer og mildere vintre vil være gunstig for veksten og overlevelsen hos bjørkemålere, og de siste årenes intensiverte utbrudd har allerede forårsaket omfattende vegetasjonsendringer og skogdød helt nord til den lavarktiske tre-grensen i Varanger/Várjjat.
En skjematisk fremstilling av de forventede viktigste direkte og indirekte effektene av klimaendringer på skog og tregrense i Varanger/Várjjat. Den direkte effekten av klima på veksten hos busker og trær, og den indirekte effekten via intensiverte utbrudd av bjørkemålere, forventes å være de to viktigste prosessene. Bemerk at det er stor forskjell i hvor raske disse to prosessene er. Målerutbrudd kan forårsake omfattende vegetasjonsendringer i løpet av noen få år, mens temperaturdrevet forbuskning av tundraen er en treg prosess over mange år eller til og med tiår.
Forvaltningsrelevans
- Store og mellomstore beitedyr som elg/ealga, rein/boazu og sau/sávza forventes både å kunne moderere en klimadrevet forbuskning, og begrense gjenveksten av bjørk/soahki etter målerutbrudd. Kunnskap om effekten av beitedyr på trær og busker under ulike lokale forhold er nødvendig både for forvaltningen av skog- og utmarksressurser og for forvaltningen av beitedyr.
- Hogst kan være et effektivt forvaltningstiltak for å stimulere til økt gjenvekst hos bjørk/soahki etter målerangrep, men gevinsten ved hogst kan avhenge mye av lokale forhold. En grundig dokumentasjon av effekten av hogst i skadd skog vil tillate mer effektivt rettede tiltak i den skadde bjørkeskogen i fremtiden.
- Fast samarbeid med mellom modulledelsen og skogforvaltningen i Finnmark (fylkesskogmester, skogbrukssjefen og Finnmarkseiendommen) sikrer at forskningen i modulen adresserer forvaltningsrelevante problemstillinger, og at forskningsinnsatsen kan tilpasses for å imøtekomme endringer i forvaltningens behov over tid.
Overvåkingsmetoder
Målerutbrudd: Årlige tellinger av larvetetthet i fire transekter i lavlandet i Varanger siden 2015. Denne overvåkingen vil bli utvidet til også å omfatte høydegradienter som en del av COAT. Årlige estimater på kronetap basert på satellitt siden 2000. Citizen science-kampanje for å kartlegge utbredelsen av en ny målerart (gul frostmåler) i Troms og Finnmark, siden høsten 2017. Forsøk på å varsle utbrudd 1-3 år frem i tid ved hjelp av statistiske modeller vil bli implementert fra 2022.
Skoghelse: Eksperimentell flatehogst av skadd skog siden 2011 for å dokumentere effekten av hogst som forvaltningstiltak. Eksperimentell uthegning av små og store beitedyr fra skadd skog for å dokumentere beitedyrs betydning for gjenveksten. En stor regional kartlegging hvert 5 år for å dokumentere skoghelse og regenerering etter målerangrep.
Tregrensedynamikk: Kartlegging av tregrensens struktur, alder og rekruttering under ulikt klima og beitetrykk.
Økosystemeffekter av målerangrep: Tetthet av planteetere (rein/boazu, elg/ealga, rype/rievssat, hare/njoammil) i skog med ulik grad av skade basert på skitt-tellinger, kamerafeller, og GPS-merkede individer. Fangst og telling av insekter tilknyttet død ved i skadd og uskadd skog. Manuelle punkttakseringer og akustisk overvåking av småfugl i skadd og uskadd skog.