Tundraområdena på jorden är hårda och avlägsna, så färre människor har bosatt sig där än i andra miljöer. Människor har dock en lång historia på tundran. De första människorna som tog sig till Nordamerika från Asien för mer än 20 000 år sedan reste till exempel genom vidsträckta tundramiljöer på båda kontinenterna. Sedan dess har människans verksamhet i tundraekosystemen ökat, främst genom att man skaffar mat och byggnadsmaterial. Människan har förändrat landskapet genom att bygga bostäder och andra strukturer samt genom att utveckla skidanläggningar, gruvor och vägar. Jakt, oljeborrning och annan verksamhet har förorenat miljön och hotat djurlivet i tundraekosystemen. Miljöforskare är oroade över att den fortsatta expansionen av denna verksamhet – tillsammans med utsläpp av luftföroreningar, av vilka vissa bryter ned ozonskiktet, och växthusgaser, som påskyndar klimatförändringarna – har börjat påverka själva integriteten och hållbarheten hos de arktiska och alpina tundraekosystemen. Till exempel skulle den ökade förekomsten av tundrabränder minska täckningen av lavar, vilket i sin tur skulle kunna minska karibunernas livsmiljöer och andra arktiska arters livsuppehälle.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Klimatförändringens effekter på tundroregioner har fått stor uppmärksamhet av såväl forskare som beslutsfattare och allmänheten. Denna uppmärksamhet beror delvis på att tundran är mycket känslig för den allmänna tendensen till global uppvärmning. Medan den genomsnittliga globala ytvattentemperaturen har stigit med ungefär 0,9 °C sedan 1900 har den genomsnittliga ytvattentemperaturen i Arktis stigit med 3,5 °C under samma period. Många delar av regionen har upplevt flera år i rad med rekordvarm vintervärme sedan slutet av 1900-talet. På vissa platser har denna rekordvarma vintervärme varit utan motstycke; tre månaders vintermedeltemperaturer i Norges Svalbard-arkipelag var 2016 8-11 °C (14,4-19,8 °F) högre än genomsnittet för 1961-90. De flesta klimatologer är överens om att denna uppvärmningstrend kommer att fortsätta, och vissa modeller förutspår att landområden på höga breddgrader kommer att vara 7-8 °C (12,6-14,4 °F) varmare i slutet av 2000-talet än de var på 1950-talet.
Den globala uppvärmningen har redan gett upphov till påvisbara förändringar i de arktiska och alpina tundraekosystemen. Dessa ekosystem invaderas av trädarter som vandrar norrut från skogsbältet, och kustområden påverkas av stigande havsnivåer. Båda fenomenen minskar den arktiska tundrans geografiska utbredning. Andra förändringar som sker i både arktiska och alpina tundror är ökad busktäthet, tidigare upptining på våren och senare frysning på hösten, minskade livsmiljöer för inhemska djur och en snabbare nedbrytning av organiskt material i marken. Dessa processer kan faktiskt bidra till en större uppvärmning i tundran än i andra regioner. Klimatologer påpekar till exempel att de mörkare ytorna på gröna barrträd och isfria zoner minskar jordytans albedo (ytreflektion) och absorberar mer solstrålning än vad ljusare snö och is gör, vilket ökar uppvärmningstakten.
En av de mest slående pågående förändringarna i Arktis är den snabba avsmältningen av havsisen. Vissa klimatmodeller förutspår att sommarhavsisen kommer att försvinna från Norra ishavet någon gång under första hälften av 2000-talet. En avsaknad av sommaris skulle förstärka den befintliga uppvärmningstrenden i arktiska tundraregioner samt i regioner utanför tundran, eftersom havsisen reflekterar solljuset mycket lättare än det öppna havet och därmed har en kylande effekt på atmosfären. Dessutom tyder forskningen på att en tillbakadragning av havsisen skulle öka produktiviteten hos tundravegetationen, och den resulterande uppbyggnaden av växtbiomassa skulle kunna leda till mer extrema händelser som t.ex. stora tundrabränder. Slutligen skulle ett isfritt Norra ishavet förbättra tillgången till höga nordliga breddgrader för rekreation och industriell verksamhet, vilket sannolikt skulle innebära ytterligare stress för tundrans växter och djur och äventyra tundraekosystemets återhämtningsförmåga. Även i alpina tundror skulle en uppvärmning av klimatet kunna uppmuntra till mer mänsklig verksamhet och öka skadorna på växt- och djurpopulationer där.
Permafrostens öde i en varmare värld är en särskilt viktig fråga. Tillsammans står tundran och taigan för ungefär en tredjedel av den globala kolinlagringen i marken, och en stor del av detta kol är bundet i permafrosten i form av dött organiskt material. En del av detta organiska material har bevarats i många tusen år, inte för att det är svårt att bryta ner utan för att marken har förblivit frusen. Om permafrosten tinas upp skulle det organiska materialet utsättas för mikrobiell nedbrytning, vilket skulle frigöra kol till atmosfären i form av koldioxid och metan (CH4). Den mikrobiella nedbrytningen är mycket mindre under anaeroba förhållanden, där CH4 frigörs, än under aeroba förhållanden, där CO2 produceras. CH4 har dock ungefär 25 gånger större uppvärmningspotential för växthuset än CO2. Arktis har varit en nettosänka (eller ett förvar) av koldioxid i atmosfären sedan slutet av den senaste istiden. Samtidigt har dock regionen varit en nettokälla för CH4 i atmosfären, främst på grund av de många våtmarkerna i regionen.
Enormt många andra faktorer påverkar utbytet av kolhaltiga föreningar mellan tundran och atmosfären. Tundrabränder släpper ut koldioxid i atmosfären, och det finns bevis för att klimatuppvärmningen under de senaste decennierna har ökat frekvensen och svårighetsgraden av tundrabränder i Arktis. Däremot skulle en ökad växtproduktivitet till följd av en längre och varmare växtsäsong kunna kompensera för en del av koldioxidutsläppen från permafrostsmältning och tundrabränder. Ekologer och klimatforskare konstaterar att det råder stor osäkerhet om kolcykelns framtid i Arktis under 2000-talet. De oroar sig dock för att en nettoöverföring av växthusgaser från tundrans ekosystem till atmosfären kan förvärra förändringarna i jordens klimat genom en positiv återkopplingsslinga, där små ökningar av lufttemperaturen vid ytan utlöser en kedja av händelser som leder till ytterligare uppvärmning.
Stellar Stock/SuperStock
Feng Sheng Hu