Liten busk avslører hemmeligheter på Svalbard

Det er ikke enkelt å være en liten busk på Svalbard. Men polarvier takler de tøffe forholdene ved å vokse så mye den kan i juli. Det gjelder på hele øygruppen.

Polarvier (Salix polaris) er ikke stort å skryte av om du bare ser på den. Planten består av noen små, grønne blader i en tett, grønn matte som stikker opp av tundraen.

Men selv om den ikke er mye å se til, spiller denne lille busken en stor rolle som mat for flere dyr som lever på Svalbard, deriblant reinsdyr. Måten den vokser på kan også si noe om veksten av andre planter på Svalbard.

Mathilde Le Moullecs lille notisblokk viser størrelsen til den ørlille polarvieren. Foto: Mathilde Le Moullec, NTNU

Nå har forskere oppdaget at polarvieren vokser synkront over hele Svalbard, som en direkte respons på om juli er varm eller kald.

Mer enn reinsdyr

Mathilde Le Moullec, postdoktor ved NTNUs Senter for biodiversitetsdynamikk (CBD), har brukt mye av sin akademiske karriere på å undersøke alle de sammenvevde puslespillbitene som får plante- og dyrelivet på Svalbard til å fungere.

I fire somre lette hun etter reinsdyr for å få detaljerte bestandsestimater. Hun fant gevir og knokler etter reinsdyr som kunne radiokarbondateres. Den informasjonen gjorde det mulig å se hvor på Svalbard dyrene hadde levd tidligere, og hvordan populasjonene hadde endret seg over tid. Hun kunne dokumentere hvordan Svalbards reinsdyrbestander klarte å komme seg igjen etter å ha vært jaktet på i århundrer.

Men Le Moullec skjønte at hun måtte undersøke mer enn bare reinsdyr for å forstå økosystemet bedre.

– Polarvier er en viktig del av dietten deres, spesielt fordi det nesten ikke finnes lav på Svalbard, sier hun.

En studie fant at lav utgjør bare to prosent av dietten hos reinsdyr på Svalbard. Ved å studere hva som kontrollerer veksten til polarvier på hele Svalbard, kan du også se hvordan klimaet påvirker den totale planteproduksjonen på ulike steder. Planter er selve grunnlaget i næringskjeden.

– Det viser deg også hvor mye de ulike reinsdyrpopulasjonene har å spise, sier Le Moullec.

Svalbardrein. Foto: Marie-Diane Vanquathem

Sommeren i seilbåt

En annen fordel ved å studere noe som polarvier er at du kan gå til ett sted på ett tidspunkt, grave opp en vier og komme tilbake med minst 40 år med data. Så det gjorde hun.

I 2015 tilbød to venner at hun kunne leie seilbåten deres, «Sillage», for å nå noen av Svalbards minst tilgjengelige områder for å telle reinsdyr. Hun og vennen Morgan Bender, en doktorgradskandidat fra Universitetet i Tromsø, gravde også opp polarvier.

Seilbåten Sillage, hjem for forskerne mens de reiste rundt på Svalbard. Foto: Svalbardrein. Foto: Marie-Diane Vanquathem

30 av plantene kom fra Semmeldalen i de sørlige, sentrale delene av Svalbard. Fordelen med Semmeldalen var at René van der Wal, professor ved University of Aberdeen og Sveriges Lantbruksuniversitet hadde startet en plantestudie der allerede i 1998. Han jobbet også sammen med Le Moullec under studiene av vier.

Men å samle inn plantene var bare begynnelsen. Deretter måtte nemlig hun og kollegaen Lisa Sandal, som da var masterstudent ved Institutt for biologi ved NTNU, telle de mikroskopiske årringene til denne bittelille, arktiske busken.

Én sommer i felt, to år på laben

Selv om noen av plantene var mer enn 40 år gamle, og den eldste 70, var årringene bittesmå.

– Mye av rota er omtrent like tjukk som en tann på en gaffel. Den er bare noen få millimeter i tverrsnitt, sier Le Moullec. – Hver årring er bare noen få mikrometer. Til sammenligning er edderkoppspinn fra 3 til 8 mikrometer i diameter.

De la tverrsnittene under et kraftig mikroskop og tok bilder, så mange som 70 for hvert tverrsnitt. Disse delbildene kunne de sette sammen for å lage et detaljert og slående vakkert bilde.

– Laboratoriedelen av arbeidet tok nesten to år, sier Le Moullec. – Én person kunne ikke ha gjort det alene, og Lisa og jeg spøkte hele tida med at om vi ikke fikk noen vitenskapelige resultater ut av dette, kunne vi alltids selge bildene som kunst.

Ett av bildene vant faktisk fotokonkurransen British Ecological Society’s 2018 Capturing Ecology i kategorien Art of Ecology.

– Heldigvis ble kunsten også til vitenskap! sier Le Moullec.

Dette tverrsnittet av polarvier er egentlig satt sammen av 70 bilder. Det blir vitenskapelig kunst. Foto: Mathilde Le Moullec, NTNU

Sammenlignet buskenes vekst over hele Svalbard

Årringene viser klare mønster år for år, alt etter hvor gode eller dårlige vekstforholdene var. Men forskerne ville vite om noen spesielle værfaktorer er viktigere enn andre for å avgjøre hvor godt plantene vokser.

Noen år vokser alle plantene ekstra mye. Det gjør at årringene de årene er lette å finne, fordi de er tykkere. Å bruke disse tykkere årringene gjorde det enklere for forskerne å finne ut om noen av vierne ikke vokste noen år, eller om tverrsnittet bare viste vekst på én side. Dette måtte de vite for å finne ut hvilket år hver enkelt årring tilhørte.

Denne grafikken viser hvordan veksten til polarvier er knyttet opp mot julitemperaturene. Illustrasjon: Mathilde Le Moullec, NTNU

Deretter var det om å gjøre å ta i bruk værdata fra hele Svalbard, og analysere om ulike værvariabler gjenspeilet veksten i årringene.

Disse faktorene var tid for vårstart, snømengde, vinterregn, sommertemperatur og totalnedbør om sommeren.

Av alle disse faktorene var temperaturen i juli den klart viktigste for polarvierens vekst på alle de åtte stedene de hadde planter fra. Over hele øygruppen var altså julitemperaturen viktigst for vier, på samme måte som for mye annen vegetasjon.

Første gang for arktiske buskvekster

Forskere har sett denne formen for synkron vekst før, i barskog og løvskog i tempererte strøk, der sommertemperaturen synkroniserer trærnes vekst over store områder.

– Men det er første gang denne typen forskning er utført i Arktis og på et tre der den største strukturen, rota, er halvparten så stor som lillefingeren din, sier Le Moullec.

Le Moullec og kollegene hennes fant en annen faktor som påvirker polarvierens vekst negativt i noen områder. Det er vinterregn. Når kraftig regn faller på snø, blir plantene ofte dekket av et tykt islag som isolerer dårlig og holder luft ute.

Tidligere forskning av professor ved Institutt for biologi Brage Bremset Hansen, Le Moullecs veileder og seniorforfatter av vierstudiene, har dokumentert hvordan tilfeller av vinterregn har gitt store problemer for reinsdyrbestandene. Dette har igjen gitt bølgevirkninger for andre arter som overvintrer på Svalbard.

En miniatyrskog på Svalbard med polarvier. Foto: Marie Diane Vanquathem

Mer vinterregn kan ha blandede resultater

Forskere venter hyppigere tilfeller av vinterregn på Svalbard etter hvert som klimaendringer får temperaturene til å skyte i været.

– Som et resultat av dette kan viktigheten av årstidene for planteveksten endre seg, sier Le Moullec.

Grafen viser hvordan regn på snø hemmer veksten av polarvier. Bildet viser hvordan det tykke islaget dekker over plantene. Illustrasjon: Mathilde Le Moullec

Fordi effekten av vinterregn er så forskjellig på ulike deler av Svalbard, kan synkroniseringseffekten av julitemperaturene på vegetasjonen bli svakere over tid.

På den ene siden kunne det gjøre økosystemet mer robust, siden det betyr at noen områder kunne vokse bra selv om andre gjorde det dårligere. Som en konsekvens av det igjen kunne reinsdyr i noen områder greie seg godt selv om reinsdyr i andre områder fikk problemer med å klare seg.

Men på den andre siden kunne alle populasjonene få problemer samtidig dersom tilfeller av regn på snø ble vanlig over hele Svalbard.

Van der Wal, som har jobbet med Le Moullec tidligere, sa at han var imponert over hennes «møysommelige, men elegante arbeid».

– Vi visste at de varme somrene førte til at arktiske planter kunne vokse bra, men trodde alltid at dette gjaldt over bakken. Mathilde viser at gode år over bakken også betyr god vekst under bakken. At dette også reflekterer produktiviteten til andre planter er et stort steg framover, sier han.

Kilde: Le Moullec, M., Sandal, L., Grøtan, V., Buchwal, A. and Hansen, B.B. (2020), Climate synchronises shrub growth across a high‐arctic archipelago: contrasting implications of summer and winter warming. Oikos. doi:10.1111/oik.07059