22 mars 2023

Naturliga växthusgasutsläpp från sjöar och vattendrag är starkt kopplade till temperatur respektive vattenflöde. Det visar en studie från Linköpings universitet. Kunskapen behövs för att genomföra rätt klimatåtgärder när framtidens ökande temperaturer och regnmängder riskerar att förstärka de naturliga klimatutsläppen i en allt snabbare spiral.

David Bastviken.
"Det ger en självförstärkande klimatpåverkan som vi behöver ta hänsyn till när klimatåtgärder planeras. Tyvärr innebär resultaten att landskapens förmåga att vara kolsänkor kan minska i framtiden", säger David Bastviken, professor på Tema Miljöförändring. Charlotte Perhammar

Naturen kan lagra kol genom fotosyntes hos växter och alger följt av inlagring i mark och sediment. Så skapas naturens kolsänkor. Sen finns det naturliga klimatutsläpp, bestående i huvudsak av koldioxid och metan, som kommer från både växter, djur, och mikroorganismer.

Tidigare var de naturliga flödena i balans – lika mycket växthusgaser togs upp av naturen som den släppte ut.

Men mänsklig, eller antropogen, aktivitet där vi bränner fossila bränslen driver en förändring av klimatet. Ett förändrat klimat riskerar att rubba balansen ytterligare i de naturliga kolflödena. Om naturens utsläpp ökar snabbare än naturens sänkor uppstår en självförstärkande effekt med en allt snabbare klimatförändring som följd.

– De naturliga kolflödena är på väg att delvis bli antropogena för att de påverkas av den antopogena klimatförändringen. FN:s klimatpanel IPCC har inte hunnit fånga upp detta fullt ut för man vet för lite om denna påverkan som sker gradvis och varierar mellan miljöer vilket gör den svår att mäta, säger David Bastviken, professor vid Tema Miljöförändring vid Linköpings universitet.

Nytt sätt att mäta

Viktiga bidrag till de naturliga kolflödena, som hittills varit dåligt kartlagda, kommer från sjöar och vattendrag. De tar emot mycket kol från jorden i sitt omgivande avrinningsområde och avger stora mängder växthusgaser till atmosfären i förhållande till sin yta.

David Bastviken och hans forskargrupp har tillsammans med forskare från Tamil Nadu Agricultural University i Indien, Sveriges lantbruksuniversitet samt Stockholms och Göteborgs universitet mätt växthusgasflöden på nya sätt. I stället för ett fåtal mätpunkter i många olika sjöar eller vattendrag har de många mätpunkter samtidigt över lång tid i ett enda avrinningsområde. Nya typer av lågkostnadssensorer har varit viktiga och upplägget ger stora mängder information om hur växthusgasflödena varierar i både tid och rum samtidigt. I sin tur ger det mycket bättre kunskap om hur flödena regleras.

I studien, publicerad i den vetenskapliga tidskriften Limnology and Oceanography Letters, visar de att mängden kol som transporteras från marken i ett avrinningsområde till bäckar och sjöar och sen vidare till havet eller atmosfären är betydande. Hur mycket varierar beroende på jordar, topografi, temperatur och vattenflöde.

– Studien ger ökad förståelse för hur växthusgasflöden fungerar i den här typen av system och möjligheten att förutspå utvecklingen i framtiden. Mer data ger en tydligare bild och visar att sambanden kan vara enklare än vi tror. Det ger hopp om att förutsäga utsläppen från större ytor för att sen kunna genomföra planera klimatåtgärder, säger David Bastviken.

Temperatur och vattenflöde

Forskarna kunde visa att växthusgasutsläppen från sjöar främst är beroende av temperatur. Vid högre temperatur släpper de ifrån sig mer metan, särskilt där djupet inte är mer än en meter, ofta vid stränderna. Utsläppet från bäckar är i stället beroende dels av hur landskapet ser ut – när det är mer turbulens, som vid ett vattenfall och vid höga vattenflöden släpper vattnat ifrån sig mer koldioxid.

Vid ökad regnmängd blir transporten av kol från marken till havet också större. Men det innebär också en större del av det transporterade kolet hamnar i atmosfären längs vägen och bidrar på sikt till ökade temperaturer och ökad nederbörd.

– Det ger en självförstärkande klimatpåverkan som vi behöver ta hänsyn till när klimatåtgärder planeras. Tyvärr innebär resultaten att landskapens förmåga att vara kolsänkor kan minska i framtiden, säger David Bastviken.

Olika naturtyper

Mätningarna genomfördes över tre år i ett avrinningsområde i Västra Götaland. Området innehöll många olika naturtyper, som våtmarker, skog, bäckar, sjöar och fält, torvjordar och mineraljordar, samt normalt skogs- och jordbruk för att få en så representativ bild som möjligt av Sveriges landskap. Enligt forskarna finns det goda skäl att tro att de flesta avrinningsområden i vår klimatzon beter sig på samma vis.

David Bastviken menar att samma mätsätt kan användas i även i andra miljöer. Liknande mätningar pågår på andra ställen och det blir mycket värdefullt att jämföra mätningar som dessa från Sverige, Indien och resten av världen.

Studien finansierades bland annat av Formas, Vetenskapsrådet, Europeiska forskningsrådet ERC, och Svensk Kärnbränslehantering AB.

Artikeln: Aquatic carbon fluxes in a hemiboreal catchment are predictable from landscape morphology, temperature, and runoff; Sivakiruthika Balathandayuthabani, Marcus B. Wallin, Leif Klemedtsson, Patrick Crill, David Bastviken (2023) Limnology and Oceanography Letters 8:313-322, publicerad online 6 februari 2023 DOI: 10.1002/lol2.10312

Kontakt

Forskning

Senaste nytt från LiU

Elever och lärare i ett klassrum.

Enkla metoder gjorde lärare bättre på att undervisa

Alla lärares undervisning blev betydligt bättre efter att de fått besök av och återkoppling från experter på sina insatser under lektionen. Det visar en rapport från LiU som sammanställt observationer från 30 grundskolor.

Cellodlingsflaska under ett mikroskop i labb.

De odlar näsvävnad på labbet

LiU-forskare är bland de första i världen att odla mänsklig näsvävnad från stamceller. I den studerar de hur olika virus infekterar luftvägarna. Modellen använder de nu för att undersöka hur en särskild sorts antikroppar kan skydda oss mot infektion.

WASP utökas med initiativet AI for Science

Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse beviljar WASP 70 miljoner kronor till ett nytt initiativ som ska främja användandet av AI-baserade metoder inom akademisk forskning i Sverige.