I tørvejord ændrer et varmere klima og forhøjet kuldioxid hurtigt jordens organiske stof

Jord i nordlige ferskvandsvådområder, kaldet tørveområder, er kolde, vandmættede og sure. Disse forhold forsinker mikrobernes nedbrydning af organisk stof til drivhusgasser. Denne proces lagrer kulstof i jorden. Forskere bruger Spruce and Peatland Responses Under Changing Environments (SPRUCE) eksperimentet til at varme luft og jord i en nordlig Minnesota mose for at simulere virkningerne af klimaændringer på kulstofkredsløbet.

I et nyt studie har forskere testet, om forskellige komponenter af det organiske stof i jorden ville nedbrydes med forskellige hastigheder som reaktion på klimaændringer. Forsøgene viste overraskende, at alle organiske jordkomponenter kan nedbrydes hurtigere under varmere forhold.

Værket er publiceret i tidsskriftet Nature Communications .

Tørveområder lagrer en tredjedel af jordens kulstof fra jorden. Mens disse økosystemer har bundet kulstof i årtusinder, truer klimaændringer med at destabilisere "kulstofbanken" af tørvejord. Disse resultater viser, at de store, dybe kulstoflagre i tørvearealer er sårbare over for mikrobiel nedbrydning, der driver drivhusproduktionen som reaktion på opvarmning. Forsøgene viser også, at forhøjet kuldioxid kombineret med opvarmning kan resultere i større mængder af nedbrydelige stoffer produceret af planter, der igen understøtter mikrober, der producerer drivhusgasser. Dette kan forværre klimaændringer.

Tidligere foreslog forskere, at komplekse komponenter af planteafledt jordorganisk materiale (SOM), såsom ligniner, kan nedbrydes hurtigere end simplere SOM-komponenter med klimaændringer. Den nuværende undersøgelse afviste imidlertid hypotesen om, at komplekse SOM-molekyler er mere følsomme over for temperaturændringer end mindre kemisk komplekse kulstofkomponenter i jorden.

I stedet fandt forskerne ud af, at alle molekylære forbindelser, der omfatter SOM, uanset kilde og kompleksitet, er sårbare over for ændringer i klimadrivere. Yderligere observerede de stigninger i rodafledte kulstofforbindelser under forhøjede kuldioxidforhold, hvilket tyder på, at opvarmning og højere kuldioxidniveauer kan flytte kulstofbudgettet for tørvemarker mod puljer med hurtigere omsætning.

Tilsammen indikerer disse resultater, at klimaændringer kan øge tilførslen af ​​mere reaktive kulstofforbindelser fra planter og øge nedbrydningen af ​​SOM, en proces kendt som "priming", der potentielt kan destabilisere kulstoflagring i tørveområder.

Flere oplysninger: Nicholas O. E. Ofiti et al., Klimaopvarmning og forhøjet CO2 ændrer tørvejordens kulstofkilder og stabilitet, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-43410-z

Journaloplysninger: Nature Communications

Leveret af det amerikanske energiministerium