Til tross for et karrig landskap og tørt og kaldt klima, finnes det 170 forskjellige plantearter på Svalbard.

Nå er to forskningsprosjekter viet til å finne ut om varmere klima vil føre til at flere plantearter vil slå seg ned på Svalbard, og hvorvidt eksisterende Svalbard-flora vil takle et varmere klima.

Allerede nå har forskerne påvist at plantekolonisering på Svalbard har forekommet ofte etter siste istid og at plantene har kommet fra flere regioner. De konkluderer også med at langdistansespredning har vært langt hyppigere enn tidligere antatt.

I tillegg viser forsøk at både kantlyng og reinrose reagerer på et endret vinterklima og en kortere vekstsesong.

Over lengre tid er det mulig at Svalbards plantesamfunn vil endres; noen arter vil bukke under og forsvinne, mens andre som er bedre tilpasset store snømengder og kortere vekstsesonger vil dukke opp.

Den dype snøen som kan følge med klimaendringer kan også gjøre at planter og mikrober får det varmere i vintermånedene, og at de dermed slipper ut mer CO2.

Hyppig spredning av frø til Svalbard

På Universitetssenteret på Svalbard (UNIS) har botanikerne travle dager med å kartlegge hyppigheten av frøspredning og forske på hvordan dagens arktiske planter vil kunne takle et varmere klima.

Forskere fra Nasjonalt senter for biosystematikk ved Naturhistorisk museum, Universitetet i Oslo, med blant annet Inger Greve Alsos som nå er førsteamanuensis på UNIS, har analysert DNA i ni plantearter som finnes på Svalbard.

De har påvist at plantekolonisering på Svalbard har forekommet ofte etter siste istid og plantene har kommet fra flere regioner. Resultatet av prosjektet ble publisert i Science 15. juni.

Det har vært en lang debatt tidligere om hvorvidt plantefrø har evnet å spre seg over store havområder og komme til for eksempel Svalbard.

De fleste arktiske planter mangler spesielle tilpassninger til spredning med vind eller dyr, og mange forskere har antatt at de plantene som forekommer på Svalbard har overlevd der den siste istiden.

Mindre spredning fra sør enn antatt

Totalt ble 4439 planter fra 532 plantepopulasjoner i det sirkumpolare Arktis samlet inn og analysert i perioden 2002-2007.

De genetiske prøvene viser at overraskende mange frø har ankommet øygruppa fra Russland og Grønland, og i mindre grad fra sørligere områder som Skandinavia.

- Dette var overraskende, siden hovedmigrasjonsruten til trekkfuglene er fra Skandinavia til Svalbard, og at man da kunne ha forventet at flere frø hadde kommet derfra, sier Alsos.

Russland og Grønland er koblet til Svalbard gjennom havis, og plantefrø kan ha blitt transportert til Svalbard med vind og drivis.

- Dette studiet viser at langdistansespredning har vært langt hyppigere enn tidligere antatt. I følge vår beregning har et minimum av seks til 38 frø av de ulike artene etablert seg på Svalbard, sier Alsos.

- Dette høres kanskje ikke mye ut, men tar man med i regnestykket at bare en liten andel av frøene som produseres er spiredyktige, og også at bare en liten andel av de som spirer overlever, blir tallene noe helt annet.

- For reinrose fant vi for eksempel et absolutt minimum av 38 frø som har etablert seg på Svalbard. Med en spireprosent på to til 92 prosent og en overlevelse på 0,8 til 5,4 prosent må mellom 1560 og 132 000 frø opprinnelig ha ankommet Svalbard.

- Vi kan dermed regne med at langdistansespredning også vil skje i framtiden. Med et eventuelt varmere Arktis, kan vi derfor forvente at flere plantearter vil etablere seg på Svalbard, sier Alsos.

Varmere Arktis = mer snø?

Varmere vær på Svalbard vil mest sannsynlig føre til mer nedbør. Det vil igjen bety mer snø om vinteren. Hvordan vil planter som i dag trives godt med tørt og kaldt klima overleve en slik utvikling? Svaret finnes kanskje ved hjelp av snøgjerder i Longyearbyen.

Botaniker Elisabeth Cooper ved UNIS ser nærmere på hvordan dagens flora vil reagere på mer snørike vintrer på Svalbard.

Like utenfor Longyearbyen har hun fått satt opp 12 plankegjerder - som virker svært unnselige ved første øyekast, men som er viktige komponenter i det pågående forskningsprosjektet “More Arctic Snow”.

Tilsvarende snøgjerder er også satt opp i Alaska, på Grønland og i Sverige, hvor forskerne ser på hvordan økt snømengde vil påvirke den arktiske vegetasjon.

“Fanger” snø

Gjerdene ble satt opp sist vinter og formålet med dem er at de skal “fange” snø. Om vinteren er hovedvindretningen fra øst, og gjerdene er plassert slik at snø blir akkumulert bak gjerdene, i stedet for å bli transportert videre med vinden.

Nå i sommer, etter at den siste snøen smeltet i midten av juni, har Cooper sammen med studenter talt planter og målt utviklingen deres i gjerdeområdene og sammenlignet dette med tilsvarende planteområder hvor det har vært mindre snø.

I tillegg ser forskerne på planteutvikling om sommeren, jordtemperatur og opptak og utslipp av CO2 gjennom hele året i både forskningsområdet og nærliggende kontrollområde.

Mørke utsikter for reinrose

Forskerne konsentrerer seg spesielt om to planter; kantlyng (Cassiope tetragona) og reinrose (Dryas octopetala).

- Disse to plantetypene har forskjellige krav for å overleve i Arktis og derfor ser vi spesielt på dem, forteller Elisabeth Cooper.

- Kantlyng trives under tykke snølag om vinteren og vi tror at denne planten vil overleve godt selv om Svalbard skulle få mer snørike vintre.

- Reinrose derimot finnes mest på bare tuer som stikker opp av snøen og tåler godt kalde temperaturer, så vi forventer at reinrosa vil få dårligere vilkår om det skulle bli varmere og mer snørike vintre her oppe, forklarer Cooper.

For forskerne startet årets feltsesong den 6. juni. I området bak gjerdene var det da fortsatt 20-30 meter langt snødekke, mens det ikke var noe snø i områdene utenfor gjerdene.

Fram til august vil Cooper og studentene se på hvordan plantene i gjerdeområdene utvikler seg ved å måle hvor lang tid det tar før plantene blomstrer for fullt.

- Vi kan allerede nå se at den sene snøsmeltingen ved gjerdene har ført til svært sen oppblomstring for mange arter. Disse plantene har akkurat begynt å knoppe seg, mens kantlyng og reinrose i andre områder nå er i full blomst, sier Cooper.

- Vi er svært interessert i å se om “gjerdeplantene” vil klare å produsere modne frø innen slutten av august, like før snøen kommer, eller om den sene snøsmeltingen har redusert vekstperioden deres for mye, sier hun.

Økt CO2-utslipp

Det er ikke bare planteutviklingen forskerne vil følge med på i dette forskningsprosjektet som vil vare ut 2009. Også CO2-utslipp fra plantene vil måles.

- Vi skal måle både CO2-opptaket ved fotosyntese og CO2-utslipp ved respirasjon om sommeren for å finne ut hvor mye karbondioksid plantene faktisk tar opp, og sammenligne dette med utslipp av karbondioksid grunnet respirasjon for å se hvor mye økte snømengder påvirker CO2-utslipp, forteller Cooper.

Dyp snø fungerer som et isolerende lag om vinteren, som gjør at planter og mikrober får det varmere og dermed slipper ut mer CO2 i løpet av vintermånedene.

Tundraen strekker seg over svære områder og i et fremtidig varmere klima vil den være en viktig kilde for utslipp av karbondioksid - noe som er bekymringsverdig for hele verden.

Forskerne vil også ta gassprøver fra forskjellige lag i snøen for å se hvordan CO2 beveger seg opp igjennom de forskjellige snølagene, noe som har betydning for hvor mye CO2 som slipper ut i atmosfæren.

Komplisert klimascenario

Hvor stor effekt økt snøfall vil ha for plantene gjenstår og se. Men allerede etter en vinter med manipulert snøansamling kan man konkluderer med at både kantlyng og reinrose reagerer på et endret vinterklima og en kortere vekstsesong.

Over lengre tid er det mulig at Svalbards plantesamfunn vil endres. Det er i alle fall sikkert at framtidige klimascenarioer i Arktis vil være mer kompliserte enn bare varmere somre, som er den årstiden som inntil nå har blitt studert.

Endringer i temperatur og nedbørsmengder gjennom hele året er nødt til å påvirke de plantene som nå er på øygruppa, og vil føre til at nye plantearter vil finne veien til Svalbard.