2018:Ett år med torka - klimatförändringar orsakar en ökning av antalet sötvatten som rinner ut, åtminstone tillfälligt. Också, många sjöar krymper permanent eller har försvunnit helt. Runt 90, 000 kvadratkilometer vattenyta har redan försvunnit under de senaste 30 åren. Denna trend är inte bara ett hot mot dricksvattenreserver och stora ekosystem - torkat sötvatten spelar också en viktig roll i den globala koldioxidcykeln, och kan vara ansvarig för utsläpp av CO2 och andra klimatrelevanta gaser. Två nyligen publicerade studier gjorda med deltagande av Leibniz-institutet för sötvattenekologi och inre fiske (IGB) avslöjar att vikten av detta fenomen hittills har underskattats.

En viktig del av utvärderingsrapporterna som publiceras av mellanstatliga panelen för klimatförändringar (IPCC) är den globala koldioxidcykeln:kol (C) finns i flera olika former i berg, jordar, vatten, luft, organismer och atmosfären; kontinuerliga utbytesprocesser sker mellan dessa sfärer. Kol i form av CO2 fungerar som en växthusgas i atmosfären. "När man beräknar flöden av materia i kolcykeln, vissa livsmiljöer är för komplexa för att fånga, varför de inte behandlas separat i IPCC -rapporten, "förklarade Dr Gabriel Singer, Ledare för IGB-forskargruppen Fluvial Ecosystem Ecology och medförfattare till båda studierna. Och ändå floder, sjöar, dammar och vattendrag som faller delvis eller helt torra, eller som har sjunkande vattennivåer, kan spela en betydande roll för de globala koldioxidutsläppen, som författarteamet visar:när permanenta torra sjösediment och säsongsmässigt torra ytor av alla olika sötvatten övervägs, uppskattningar för CO2 -flöden från kontinentala inre vatten till atmosfären måste ökas med cirka 10%. Som sådan, sötvatten spelar en viktigare roll i den globala koldioxidcykeln än vad som tidigare antogs.

Sjöar anses vara kolsänkor - detta är bara sant till viss del

Teamet analyserade många publikationer som har bidragit under de senaste åren för att bestämma koldioxidutsläpp från sötvatten och deras bidrag till koldioxidcykeln, och orsakerna till deras ökade uttorkning. Strängt talat, sötvatten, och i synnerhet sjöar, fungerar främst som C-sänkor-långsiktig kolackumulering sker i deras sediment. Om vattennivån sjunker, dock, en ökande andel av sjöbotten utsätts för atmosfäriskt syre. De torrare sedimenten blir, desto mer aerob andning ökar - dött organiskt material i sjöbotten används av bakterier, vilket i sin tur leder till produktion av koldioxid. "Vår analys visar att sjöar inte ska betraktas precis som C sjunker; tvärtom, de avger gasformigt kol när de faller torra, "framhöll Gabriel Singer. Dessa effekter kommer sannolikt att öka i betydelse under ett förändrat klimat:i global skala, till exempel, runt 90, 000 kvadratkilometer vattenyta har försvunnit helt under de senaste 30 åren.

På grundval av den ackumulerade kunskapen, författarteamet beräknade en ungefärlig basnivå för andelen av den globala koldioxidcykeln som kan hänföras till torkning av inre vatten. "Omkring 0,2 gigaton CO2 släpps ut globalt av torra inre vatten varje år. Som en jämförelse:det årliga CO2 -flödet från kontinentala sötvatten är cirka 2 gigaton, och antropogena flöden från fossila bränslen uppgår till cirka 9 gigaton varje år, "säger Gabriel Singer. Det är svårt att uppskatta i vilken utsträckning antropogena influenser är ansvariga för ökningen av torrhet. Potentiella influenser tillskrivs förändringar av markanvändningen i vattenavrinningsområden eller åtgärder som orsakar permanent torkning av säsongstorra sjöar efter vatten borttagning. Och, självklart, lokal torkning kan också vara en följd av förändringar i temperatur och nederbörd i samband med globala klimatförändringar.

Reservoarer är potentiella mål för att minska koldioxidutsläppen från inre vatten

Resultaten av studien erbjuder mänskligheten nya handlingsalternativ. "Ju mer vi vet om hur den globala koldioxidcykeln fungerar, desto lättare kan vi identifiera potentiella mål, särskilt när det gäller att absorbera möjliga återkopplingseffekter av klimatförändringar, "sade Gabriel Singer. Reservoarer, till exempel, är konstgjorda vatten där det medvetet accepteras att sedimentområden upprepade gånger faller torra under fluktuationer i vattennivån. Det är viktigt att göra en helhetsbedömning av den roll som sådana system spelar i koldioxidcykeln. Denna bedömning inkluderar också tillhandahållande av detaljerad information om utsläpp av växthusgaser. Detta gäller särskilt när det gäller att välja platser för byggandet av potentiella nya reservoarer, men också när det gäller hur hanteringen av befintliga magasin kan anpassas eller om, kanske, sådana behållare bör till och med tas bort.

En annan artikel av Gabriel Singers team som nyligen publicerats undersöker effekterna av alternerande torra och våta faser i flodens ekosystem på flöden av materia. Under hennes tid som besökande ung forskare vid IGB, Marisa Arce undersökte förekomsten av kväve i sediment, ammoniakoxidation, och utsläpp av lustgas, en annan viktig växthusgas. Faktiskt, lustgas minskar under torra perioder, men ökar igen så snart det kommer nederbörd. Resultaten hjälper forskare att förstå klarare beteendet för kväveflöden i floder och vattendrag som utsätts för alternerande torra och våta faser. På grund av klimatförändringarna, ett sådant scenario kommer att påverka ett större antal flodekosystem i framtiden - och kan förändra den roll de spelar i globala materiecykler.