Das Zusammenspiel zwischen dem terrestrischen Kohlenstoffkreislauf und den Emissionen von Kohlendioxid aus Bächen und Flüssen in die Atmosphäre steht im Mittelpunkt einer neuen, von der Yale School of the Environment geleiteten Studie, die darauf abzielt, den Betrag für das globale CO2-Emissionsbudget zu berechnen.
Die Studie eines Forscherteams, das von YSE-Professor für Ökosystemökologie Peter Raymond mitverfasst und in veröffentlicht wurde PNAS 5.910 direkte Messungen von fluvialem CO2 zusammengestellt. Weltweit wird das Ausmaß der CO2-Emissionen von Flüssen und Flüssen durch jahreszeitliche Veränderungen, Biogeochemie und Hydrologie von Einzugsgebieten beeinflusst. Globale Schätzungen des Flusses waren unsicher. Zu den Co-Autoren gehören Shaoda Liu, ein Postdoktorand der YSE; Catherine Kuhn, Kelly Aho, David Butman, Ph.D. und Postdoktorand; und Forscher Guiseppe Amatulli.
„Diese Studie zeigt, dass an Orten, an denen Landlandschaften mehr Kohlenstoff binden, mehr CO2 aus Bächen und Flüssen austritt“, sagt Raymond. „Es fördert unser Verständnis wichtiger Zusammenhänge im globalen Kohlenstoffhaushalt zwischen terrestrischen und aquatischen Ökosystemen.“
Die Studie baut auf der 2013 veröffentlichten Forschungsarbeit von Raymond auf, die die erste globale Karte der Oberfläche von Gewässern und ihrer Kohlenstoffemissionen erstellte. Aber 2013 gab es keine direkten Messungen vor Ort, und die Berechnungen basierten auf Alkalität, pH-Wert und anderen Daten, erklärt Raymond.
„Wir fangen an, die Ungewissheit abzumildern“, sagt er. „Und das ist ein Beweis dafür, dass die Leute vor Ort jetzt die Messungen vornehmen.“
Die Studie ergab, dass die monatlichen Emissionsflüsse in den arktischen und nördlich gemäßigten Flüssen stärker variieren als in tropischen und südlichen gemäßigten Flüssen.
Seine Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Hydrologie für die Rolle des Wassers bei der Weiterleitung von terrestrischem Kohlenstoff in die Atmosphäre über globale Entwässerungsnetze.
„Die Menge an Kohlenstoff, die von den Flüssen der Erde bewegt und eingeatmet wird, beeinflusst das Gleichgewicht zwischen der terrestrischen Biosphäre der Erde, dem Ozean und der Atmosphäre. Unsere Arbeit unterstreicht die Bedeutung der terrestrischen Hydrologie bei der Bestimmung, wo und wann Flüsse eine große Menge Kohlenstoff aus der terrestrischen Biosphäre in die Erde transportieren Atmosphäre“, sagt Liu, der auch Assistenzprofessor an der Beijing Normal University ist.
Die Menge an terrestrischem CO2, die in Bäche und Flüsse gelangt und dann in die Atmosphäre emittiert wird, wird durch den Flussabfluss moduliert, so die Studie.
„Wir sind wirklich an dieser Konnektivität interessiert und möchten verstehen, wie Variabilität und Hydrologie Unterschiede in dieser Konnektivität erzeugen. Das wird insbesondere für die Chemie von Bächen und Flüssen wichtig“, sagt er.
Der Klimawandel und der Einfluss des Menschen werden auch eine Rolle im terrestrischen Kohlenstoffkreislauf und den Emissionen aus Bächen und Flüssen spielen, da einige Gebiete trockener und andere feuchter werden.
„Ein Bereich zukünftiger Forschung wird die Bestimmung der anthropogenen Komponente dieses Flusses sein. Sie ist derzeit unbekannt“, sagt Raymond.
Shaoda Liu et al., Die Bedeutung der Hydrologie beim Transport von terrestrischem Kohlenstoff in die Atmosphäre über globale Bäche und Flüsse, Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2106322119