Uventet synder - vådområder som kilde til metan

Vådområder er en vigtig del af Jordens naturlige vandforvaltningssystem. Det komplekse system af planter, jord, og akvatisk liv tjener som et reservoir, der fanger og renser vand. Imidlertid, efterhånden som byerne er blevet udvidet, mange vådområder blev drænet til byggeri. Ud over, mange områder med jord i Midtvesten blev drænet for at øge anvendelsen af ​​landbruget for at brødføde en voksende verden.

Dræning af vådområder afbrød den naturlige strømning og tilbageholdelse af vand, et system, der havde fungeret godt i årtusinder. En løsning på dræning af vådområder var at genopbygge disse vådområder i et andet område (mere bekvemt for mennesker). Disse omtales som "konstruerede vådområder." I andre tilfælde, konstruerede vådområder er bygget for at genopbygge et område, der ikke længere bruges til landbrug.

Hvordan disse konstruerede vådområder opbygges og forvaltes, kan have stor miljøpåvirkning. Karla Jarecke og forskere fra flere universiteter har studeret vådområders indvirkning på drivhusgas metan.

"Globalt, vådområder er den største naturlige kilde til metan til atmosfæren, " siger Jarecke. "Metan har en meget større indflydelse end kuldioxid på den globale opvarmning - en påvirkning 25 gange større."

Både naturlige og konstruerede vådområder udsender metan. På grund af deres natur er vådområder, trods alt, våd - jordmikrober og planter er tvunget til at metabolisere under anaerobe forhold. Og, dette fører til metanproduktion.

Jordens mikrober er ansvarlige for produktionen af ​​metan i vådområder. Metanen kommer derefter til atmosfæren via diffusion, transport gennem plantevæv, og den episodiske frigivelse af gasbobler. Den hydrologiske stabilitet af vådområder, samt transporteffektiviteten gennem anlæg, kan påvirke, hvor meget og hvor ofte metan frigives fra jorden.

"Forståelse af de forhold, hvorunder metan produceres og frigives i vådområder, kan føre til løsninger til at reducere metan-emissioner, " siger Jarecke.

Men, at studere store områder som vådområder kan vise sig at være umuligt. Så, Jarecke og hendes kolleger lavede "mesokosmer" af vådområder - håndterbare, udendørs kamre, hvor metanudledning lettere kunne måles. Mesokosmer er strukturelle forskningsområder, der bygger bro mellem laboratorieundersøgelser og store feltstudier.

Undersøgelsen fokuserede på to almindelige vådområder og deres potentielle rolle i metanemissioner:sumpmælk og nordlige vandbananer. Planter og jord blev opsamlet fra et konstrueret vådområde i Dayton, Ohio. De blev derefter transporteret til Lincoln, Nebraska for at skabe vådområde mesokosmos. Dayton-området var tidligere blevet drænet og brugt til landbrug og blev genopbygget som vådområde i 2012.

Forskerne høstede frøplanter af sumpmælkegræs og nordlig vandplantain fra vådområdet og transplanterede dem i jord indsamlet i PVC-rør. De dækkede enkelte anlæg med klare acrylcylindre under gasprøvetagning. Dette hjalp dem med at måle og kvantificere metanemissioner fra jord-plante mesokosmos. Undersøgelsen blev udført i sommeren 2013.

Udover at sammenligne emissionerne fra de to plantearter, forskerne studerede virkningerne af hydrologi - eller jordens mætning. "Mens kontrollen af ​​hydrologi og plantearter på metan-emissioner er individuelt velundersøgt, de to studeres sjældent sammen, " siger Jarecke.

Denne nylige undersøgelse konkluderede, at vandstand og mætning påvirkede metan-emissioner mere end typen af ​​plantearter. Mens metan-emissioner var forskellige mellem laboratorie-mesokosmos med vandplantain og mesokosmer med sump-mælkeplante, metan-emissioner var ikke forskellige i felt mesokosmos med hver af de to arter. I marken, jordmætning havde en større effekt på metanudledningen.

At finde plantearter, der reducerer mikrobiel metanproduktion, kan være en nøgle til bedre forvaltning af vådområder. For eksempel, planter, der leverer ilt til rodzonen, kan undertrykke mikrobiel metanproduktion. Ud over, fremtidig forskning er nødvendig for at forstå, hvordan varierende jordmætning påvirker metan-emissioner. Denne information kan være værdifuld til at designe vådområdetopografi, der skaber hydrologiske forhold for øget kulstoflagring og reducerede metanemissioner.

Fremtidig forskning kan fokusere på længere perioder. "Methanemissioner ændrer sig sandsynligvis, efterhånden som restaurerede vådområder modnes, " siger Jarecke. "Organisk stof fra rodsystemer, rådnende planter og andre materialer vil opbygges. Dette hjælper med at genoprette hydrologisk stabilitet. Anden forskning peger på, at det kun kan tage et par år at genoprette hydrologiske aspekter af et genoprettet vådområde. Imidlertid, biogeokemiske og biodiversitetsaspekter kan tage årtier eller længere tid at genoprette."

Denne forskning blev offentliggjort i Soil Science Society of America Journal .