Ferskvands kysterosion ændrer det globale kulstofbudget

Kystlinjeerosion kan forvandle ferskvandsvådområder fra kulstoflagringspuljer til kulstofkilder, ifølge en ny undersøgelse ledet af Illinois State Geological Survey forskere. Bølgevirkning og høj vandstand fejer jord og planter væk med en hastighed, der er meget højere, end naturen kan erstatte dem. En nøjagtig måling af denne ubalance i CO2-budgettet kan hjælpe med at prioritere indsatsen for kystforvaltning bedre og forbedre globale kulstofcyklusmodeller.

Ferskvandsvådområder tegner sig for så meget som 95 procent af alle vådområder - ferskvand og hav - og har en af ​​de højeste kulstoflagringsrater i ethvert miljø, sagde forskerne.

"Der er mange kystnære vådområder her i Great Lakes-regionen, og de er anerkendt som vigtige kulstoflagringsreservoirer, " sagde Ethan Theuerkauf, en Illinois State Geological Survey-forsker og studieforfatter. "Men, vi ønsker at vide, hvordan erosion og landskabsændringer kan ændre denne kulstoflagringskapacitet. Det er ikke undersøgt før. "

Forskerne udviklede en ny model, der fungerer som dem, der vurderer kulstofbudgetterne i kystnære saltvandsmiljøer, men med modifikationer for at tage højde for ferskvandsøkosystemernes unikke karakteristika. Resultaterne er offentliggjort i tidsskriftet Videnskabelige rapporter .

Illinois Beach State Park - beliggende langs kysten af ​​Lake Michigan lige nord for Chicago-området - er et kystmiljø, der stort set er forblevet uforstyrret af menneskelig indgreb. Dette gør det til et ideelt sted for en undersøgelse, der fokuserer på landskabsændringer over tid, sagde forskerne.

Indsamling af en række lodrette jordkerner gjorde det muligt for holdet at bestemme alderen og mængden af ​​kulstof til stede i intakte jordlag, sand og vegetation. "Vi starter med at tage prøver nær kysten og bevæger os ind i landet, indsamling fra de forskellige miljøer som strande, klitter, vådområder og så videre, " sagde Katherine Braun, en ISGS-forsker og hovedforfatter af undersøgelsen. "Det er som at gå tilbage i tiden lodret og vandret."

Undersøgelsen fandt et stort misforhold mellem hvor lang tid det tager kulstoffet at akkumulere versus hvor lang tid det tager at erodere, sagde Braun. "Ti procent af det, der tog 500 år at akkumulere, forsvandt i en periode på seks måneder. Dette vådområde - eller kulstofreservoir, hvis du ser på det fra et CO2-budget perspektiv - tog det en permanent ding. Den hastighed, hvormed vådområder kan genopbygge, kan aldrig indhente den hastighed, hvormed de blev eroderet. "

Undersøgelsesperioden falder sammen med de højeste vandstande i Lake Michigan i cirka 30 år, Theuerkauf sagde, og han mener, at det er en væsentlig bidragyder til de høje erosionsrater. "Mange ville tro, at stormbegivenheder ville være den største kilde til erosion, men vi fandt ud af, at det mindre voldelige, men kroniske bølgeangreb fra hakkete farvande, kombineret med det højere søniveau, synes at være synderen her. "

Overvågning af feltområderne efter storme gjorde det muligt for forskerne at konkludere, at store bølgevirkningsstormhændelser begravede vådområder under store aflejringer af sand. "Disse sandaflejringer hæmmer yderligere kulstoflagring, men spiller også en beskyttende rolle ved at bremse yderligere erosion og eksport, " sagde Braun.

Forskerne planlægger at fortsætte denne undersøgelse ved at spore skæbnen for det eroderede kulstof. "Det kulstof kan blive genaflejret andre steder i Lake Michigan, eller det kan ende i atmosfæren, " sagde Theuerkauf. "Vores fortsatte arbejde vil give os mulighed for at udvide undersøgelsen på tværs af rumlige parametre, ikke kun tid og ikke kun omkring Great Lakes-regionen. Modellen kan anvendes til næsten ethvert ferskvands kystområde."