Undersøgelse viser, at opvarmning af tørv kan øge drivhusgasserne

Opvarmning af temperaturer i tørveområder i koldt klima kan over tid udløse nedbrydning af gamle, dybt begravet tørv og øge udledningen af ​​klimaskadende metan og kuldioxid til luften, ifølge en undersøgelse ledet af en tidligere ph.d.-studerende fra University of Oregon.

Mest bekymrende er den potentielle frigivelse af metan, en potent drivhusgas, der absorberer sollys og opvarmer atmosfæren, sagde studie medforfatter Scott Bridgham, en biolog i Biologisk Institut og medlem af UO's Environmental Studies Program og Institute of Ecology and Evolution.

Studiet, ledet af Anya Hopple og ledet af et ni-mands hold i en eksperimentel skov i Minnesota, dukkede op sidste måned i Naturkommunikation . tørveområder, som består af henfaldende organisk materiale, der kan være mange meter dybt, indeholder halvdelen af ​​verdens kulstof i jorden, men optager kun 3 procent af landarealet. Hvordan opvarmning vil påvirke gasemissioner og global opvarmning er en voksende bekymring.

"Det meste af dette tørvekulstof har akkumuleret gennem tusinder af år på grund af langvarige kulde og vandlidende forhold, så et centralt spørgsmål er, hvor inert dette kulstof er i lyset af klimaforandringer, " sagde Bridgham. "I verdens eneste hele økosystem eksperiment med opvarmning og forhøjet atmosfærisk kuldioxid i et tørveland, vores team viste, at efter en forsinkelsesperiode på omkring et år, hele tørveprofilen begyndte at producere mere kuldioxid og metan."

I det amerikanske Department of Energy-finansierede undersøgelse, forskere opvarmede jorden til 3 meters dybde, eller omkring 10 fod, med elektriske modstande ved fem forskellige temperaturer relateret til forventet opvarmning. Dybere jord har en tendens til at afspejle årlige gennemsnitstemperaturer, mens overfladejord afspejler sæsonbestemte variationer, sagde Bridgham.

Resultaterne præsenteret i undersøgelsen blev hentet fra fire års data indsamlet i 2015-18 som en del af langsigtet forskning udført af flere institutioner på forsøgsstedet Spruce and Peatland Responses Under Changing Environments, kendt som SPRUCE.

I det tidsrum, eksponentielle stigninger blev set i overfladens metan-emissioner, med meget større metanproduktion, der finder sted på større dybder, som reaktion på stigende temperaturer i hele jordprofilen. Radiocarbonanalyser viste, at ældre og dybere kulstofkilder spillede en væsentlig rolle i ændringerne.

"De mikrober, der nedbryder organisk stof i jorden under vandmættede forhold, responderer kuldioxid og/eller metan, " sagde Bridgham. "Forholdet mellem disse gasser har betydning for mikrobiel respiration, fordi metan er en 45 gange stærkere drivhusgas end kuldioxid over en 100-årig tidsramme."

Forskerne ledte efter, men fandt kun få beviser for stigninger i niveauet af atmosfærisk kuldioxid, hvilket er vigtigt i fotosyntesen. Effekter er set i plantefysiologi, Bridgham sagde, men det er endnu ikke gennemsyret til andre økosystemfunktioner.

I tidligere offentliggjort arbejde, der så på kun 14 måneders opvarmende temperaturer dybt i tørven, et hold, der også inkluderede Hopple, som nu er forsker ved Pacific Northwest National Laboratory, og Bridgham fandt ingen virkninger på metan- og kuldioxidproduktion i dybere tørv.

"Vores nuværende resultater tyder på, at økosystemresponser stort set fortsat er drevet af overfladetørv, men det efter et relativt kort forsinkelse, den store (kulstof)banke i dybden i tørveområder reagerer på opvarmning, " bemærkede holdet.

Forfatterne bemærkede, at deres resultater kom fra en nordlig tørveplads og kan gælde mest direkte for traditionelt kolde klima-tørveområder, der oplever opvarmende temperaturer. Den højeste forhøjede temperatur, der blev brugt i undersøgelsen, var i den høje ende af et interval, der forventes i et værst tænkeligt scenarie for arktiske lokaliteter.