Sensitivity of CH 4 and N2O dynamics in boreal peatlands to anthropogenic and global changes

Nykänen Hannu 5.12.2003\nLuonnontieteiden ja ympäristötieteiden tiedekunta\nYmpäristötiede\nSensitivity of CH4 and N2O Dynamics in Boreal Peatlands to Anthropogenic and Global Changes (Ihmistoiminnan ja globaalimuutoksen vaikutukset boreaalisten turvemaiden metaani- ja dityppioksidipäästöihin)\nVastaväittäjä: Dosentti Jukka K. Laine, Helsingin yliopisto\nKustos: Professori Pertti J. Martikainen, Kuopion yliopisto Väitöskirjan tiivistelmä:\nIlmastonmuutos ja ihmistoiminta muuttavat soiden kaasupäästöjä\n\nSoiden kasvillisuus sitoo ilmakehän hiilidioksidia, jota varastoituu yhdessä ravinteiden kanssa veden kyllästämään turpeeseen. Karut suot saavat ravinteita vain sadeveden tai lumen mukana mutta reheville soille huuhtoutuu ravinteita myös ympäröiviltä mineraalimailta. Turvetta on kertynyt jääkauden jälkeen eniten vähäravinteisiin soihin. Suot ovat merkittävä hiilen varasto johtuen hapettoman turpeen hitaista hajoamisprosesseista. Suot ovat siis hiilidioksidin nieluja mutta hapettomissa turvekerroksissa syntyy metaania, joka on hiilidioksidin jälkeen tärkein kasvihuonekaasu. Metaani on samaa ainemäärää kohden laskettuna 20 kertaa hiilidioksidia tehokkaampi kasvihuonekaasu.\n\nKun väitöskirjan tutkimuksia aloitettiin SILMU-tutkimusohjelmassa 1990-luvun alkupuolella, keskeisenä työhypoteesina oli, että ilmaston lämpeneminen saattaa muuttaa soiden vesitaloutta. On mahdollista, että soiden vedenpinta laskee, jolloin turvekerroksen pintaosat ilmastuvat paremmin mikä voi muuttaa suon biologisia prosesseja ja näihin kytkeytyviä kasvihuonekaasuvirtoja. Tuolloin ei ollut lainkaan tietoa Suomen luonnontilaisten tai ojitettujen soiden metaani –ja dityppioksidipäästöistä. Kokeisiin valittiin edustava joukko erilaisia luonnontilaisia ja näitä vastaavia ojitettuja suotyyppejä. Ojitetuilla soilla vedenpinta oli kolmen vuosikymmenen ojituksen seurauksena 5 - 30 cm matalammalla kuin vastaavilla luonnontilaisilla soilla. Varsinkin ravinteikkailla ojitetuilla soilla puusto oli runsastunut ja aluskasvillisuus muuttunut metsäiseksi. Tutkimukseen kuului myös suo, joka oli kuivattu ja otettu maatalouskäyttöön (turvepelto).\n\nRavinteikkaat luonnontilaiset suot osoittautuivat karuja soita merkittävämmiksi metaanin lähteiksi. Ravinteikkailla soilla ojitus oli laskenut vedenpintaa eniten ja pintaturpeen parantunut ilmastus johti metaanipäästöjen laskuun ja eräät ojitetut runsasravinteiset suot ottivat jopa ilmakehästä metaania (olivat siis metaanin nieluja). Runsasravinteisten soiden ojitus lisäsi typen vapautumista turpeesta mikä johti siihen, että suot alkoivat päästää ilmakehään dityppioksidia. Luonnontilaiset vesikyllästeiset eivät tuota dityppioksidia lainkaan. Pienikin dityppioksidipäästö on ilmakehälle merkittävä, sillä dityppioksidi on lämmitysvaikutukseltaan 300 kertaa hiilidioksidia tehokkaampi ja ilmakehään päästyään säilyy siellä noin sata vuotta. Arvioitiin, että mikäli ilmastonmuutos laskee pohjoisten soiden vedenpintaa maapallon nykyiset dityppioksidipäästöt nousisivat noin prosentin nykytasosta. Karuilla soilla ojituksen vaikutukset kasvillisuuteen ja kasvihuonekaasuvirtoihin olivat pienempiä kuin ravinteikkailla soilla. Alkujaankin pienempi metaanipäästö laski, mutta ei johtanut ilmakehän metaanin kulutukseen. Karuilla soilla ei kuivuminen johda dityppioksidipäästöihin.\n\nSoiden otto maatalouskäyttöön muutti eniten suon luontaisia kasvihuonekaasuvirtoja. Vaikka metaanin päästö loppui, hiilen kato turpeesta hiilidioksidina ja suuret dityppioksidipäästöt tekevät tästä suonkäyttömuodosta ilmakehälle erittäin haitallisen.\n\nKuten edellä mainittiin ojitettu suo voi kuluttaa ilmakehän metaania johtuen turpeen metaania hapettavien bakteerien toiminnasta. Ilmakehän typpilaskeuma saattaa vaikeuttaa näiden bakteerien toimintaa. Kokeellisilla typpilisillä tutkittiin soiden metaaninhapettajien herkkyyttä typelle. Ravinneköyhällä luonnontilaisella suolla kuusi vuotta kestänyt typpilaskeumaa ”matkiva” typpilisäys johti typpeä sietävien suokasvien runsastumiseen ja lisäsi hieman suon metaanin päästöä. Typpilisä vaikutti kuitenkin vähän suon dityppioksidin päästöön. Metsäojitetulla suolla typpikuormitus heikensi turpeen metaania hapettavien bakteerien toimintaa ja laski näin ojitetun suon metaanin ottoa ilmakehästä. Eri typpiyhdisteiden vaikutuksissa oli eroja.\n\nTulokset osoittivat, että soiden kasvihuonekaasupäästöt ovat herkkiä soiden vesitalouden muutoksille. Soiden kaasuvirrat saattavat olla herkempiä muutoksille vesitaloudessa kuin lämpötilamuutoksille. Runsasravinteisilla soilla vedenpinnan nousu tai lasku aiheuttaa rajumpia muutoksia kuin karuilla soilla. Ilmaston lämpiäminen lisää metaanipäästöjä mikäli soiden vedenpinta ei laske. Mikäli pohjoisten soiden vedenpinnat laskevat lämpiävässä ilmastossa metaanipäästöt pienenevät mutta soista tulee uusi dityppioksidin lähde.\nKuopion yliopiston julkaisuja C. Luonnontieteet ja ympäristötieteet. ISBN 951-781-302-3\nKuopion yliopisto\nViestintä\ntiedotus@uku.fi

ISBN-10:
951-781-302-3
Kieli:
eng
Sivumäärä:
34 s.
Tekijät:
Nykänen Hannu (diss)
Tuotekoodi 019810
20,00 €