Arktiska sjöar är “reaktorer” eller ”skorstenar” för koldioxid

En stor del av jordens sjöar finns på höga breddgrader i arktiska områden. Eftersom de tar emot och bearbetar organiskt kol från marken kopplar de samman terrestra och akvatiska kolcykler, samtidigt som de släpper ut koldioxid i atmosfären. Deras avlägsna läge och långa vinterperioder gör dem dock svåra att studera. Perioden med istäcke och efterföljande issmältning är dock viktig för att förstå koldioxidutsläpp från arktiska vatten, visar Dirk Verheijens avhandling vid Umeå universitet.

Verheijen och kollegor har studerat 43 arktiska sjöar i de svenska fjällen, från Jämtland till Riksgränsen, och följt hur kolet brutits ned och avgetts som koldioxid till atmosfären under hela säsongen med öppet vatten. Dessutom genomfördes en experimentell studie i Umeå, där manipulation av tillförseln av organiskt kol och temperatur gjorde det möjligt att undersöka sjöars funktion under framtida klimatförhållanden.

I sin avhandling visar Dirk Verheijen att arktiska sjöar antingen bryter ner organiskt kol och producerar koldioxid i sjön, eller släpper ut koldioxid från land direkt, men att dessa två källor sällan bidrar jämnt till sjöns koldioxidutsläpp.

Beroende på sjöns struktur och landskapets egenskaper kommer en av källorna i stället att dominera över 75 procent av det årliga utsläppet. Sjöar är alltså antingen huvudsakligen en "reaktor" som bearbetar kol i landskapet eller en "skorsten" som släpper ut koldioxid från landskapet i atmosfären. Särskilt djupare sjöar i skogsområden, med hög tillförsel av organiskt kol, visade sig ha betydande utsläpp till följd av kolnedbrytning och är därför mer benägna att fungera som ”reaktorer”.

Genom att studera sjöarna ett helt år kunde Verheijen och kollegor dessutom undersöka betydelsen av de olika årstiderna för sjöarnas utsläpp. Perioden med istäcke och efterföljande issmältning visade sig vara av stor betydelse för förståelsen av koldioxidutsläpp från arktiska system, särskilt klara vatten.

I genomsnitt släpptes 55 procent av den totala mängden koldioxid ut under issmältningen, och särskilt i klarvattensjöar med låg halt av organiskt kol släpptes en stor andel (upp till 100 procent) av de årliga koldioxidutsläppet ut under issmältningen.

Avhandlingen visar dessutom att ett varmare klimat, tvärtemot vad man hade förväntat sig, kan ha en dämpande effekt på nedbrytningen av organiskt kol genom ökad näringskonkurrens och förändringar i artsammansättning. Som ett resultat av detta kan varmare sjöar i själva verket uppvisa en minskad produktion av koldioxid i sjöarna och ta upp koldioxid i stället för att släppa ut den i atmosfären.

– I ett bredare perspektiv bidrar avhandlingen till vår kunskap om hur arktiska sjöar -en av de vanligaste sjötyperna på jorden- förhåller sig till de regionala kolcyklerna och vilka faktorer i sjöar och landskap som gör att de fungerar som "skorstenar" eller "reaktorer" i landskapet, säger Dirk Verheijen.

Resultaten understryker dessutom att utelämnande av utsläpp under issmältningen kan leda till att sjöar felaktigt klassificeras som kolsänkor, medan de i själva verket släpper ut koldioxid i årlig skala.

Framtida förhållanden med ökad tillförsel av organiskt kol till sjöarna kommer att ytterligare öka antalet ”reaktorer” i landskapet och öka det totala utsläppet av koldioxid från arktiska sjöar. I ett framtida varmare och fuktigare klimat förväntas ett större tillskott av organiskt kol således öka antalet ”reaktorer” i landskapet, samtidigt som den relativa mängden koldioxid som frigörs under issmältningen minskar. Å andra sidan kan förändringar i artsammansättning och minskat istäcke också öka mängden kol som tas upp av systemen, vilket potentiellt kan upphäva effekterna av tillförseln av organiskt organiskt kol till de årliga koldioxidutsläppen.

Om disputationen
Fredag 30 September försvarar Hendricus (Dirk) Verheijen, Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap, sin doktorsavhandling med titeln ’Factors regulating the origin and magnitude of carbon dioxide emissions from high-latitude lakes.’ Svensk titel: ’Reglerande faktorer av ursprung och mängd av koldioxidutsläpp i sjöar på höga breddgrader’. Disputationen är rum 09.00 I sal S205, Samhällsvetarhuset, Umeå universitet. Fakultetsopponent är Dr. Anne Ojala, Natural Resources Institute Finland, Helsinki, Finland.

Läs hela avhandlingen:
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-198962

För mer information, kontakta gärna:

Hendricus Verheijen, doktorand, Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap, Umeå universitet
Telefon: +46725347753
E-post: hendricus.verheijen@umu.se

Pressfoto