Inlandsvatten som floder, sjöar och reservoarer spelar en viktig roll i den globala kolcykeln. Beräkningar som skalar upp koldioxidutsläppen från land- och vattenytor tar inte hänsyn till inlandsvatten som periodvis torkar ut. Detta innebär att de faktiska utsläppen från inre vatten har underskattats avsevärt – vilket framgår av resultaten från ett nyligen genomfört internationellt forskningsprojekt ledd av forskare vid Helmholtz Center for Environmental Research (UFZ) i Magdeburg och Catalan Institute for Water Research (ICRA) . Studien publicerades i Naturkommunikation .

"Allt började 2013, under en mätkampanj i Katalonien i Spanien, " säger Dr Matthias Koschorreck, en biolog vid Institutionen för sjöforskning vid UFZ. Tillsammans med ett spanskt lag, han studerade utsläppet av växthusgaser i en liten flods avrinningsområde. "Det var sommar och delar av flodbädden var torr. På ett infall, vi bestämde oss för att göra några mätningar i dessa områden också, " Koschorreck förklarar. "Resultaten överraskade oss – dessa torra, grusiga områden av flodbädden släppte ut oväntat höga halter av koldioxid." Koschorreck och hans kollega Dr. Rafael Marcé från ICRA i Girona (Spanien), beslutade att undersöka det vidare. Resultat från olika platser i Spanien och Tyskland gav alla samma fynd:torra inre vatten släppte ut lätt mätbara och ibland betydande halter av koldioxid. "Vi undrade om detta kan vara fallet i andra regioner i världen, och om utsläppen av växthusgaser från inre vatten kan vara fundamentalt underskattade, " säger Koschorreck. "I studier som skalar upp utsläppen av växthusgaser från mark- och vattenytor, inre vatten som torkar ut periodvis har inte tidigare beaktats."

För att undersöka dessa frågor, 2016 lanserade Koschorreck och Marcé tillsammans med ett kärnteam av sex tyska och spanska forskare forskningsprojektet dryflux, med syfte att mäta utsläpp av växthusgaser från torra inre vatten. Som en del av en workshop som hölls på UFZ:s anläggning i Magdeburg, de utvecklade ett mätnings- och urvalskoncept för sin studie. De tog sedan hjälp av sina internationella nätverk. "Varje deltagare på workshopen kom i kontakt med forskarteam över hela världen för att se om de skulle vara intresserade av att delta i mätkampanjer på sötvattensystem i sitt område, " förklarar Koschorreck. "Responsen var fantastisk. Tjugofyra forskarlag från hela världen deltog, vilket innebar att vi kunde samla in data från 196 olika platser på varje kontinent utom Antarktis." Varje team genomförde tre slutna kammarmätningar i torra områden av minst tre sötvattensystem i deras region - en flod, sjö, reservoar eller damm. Detta innebär att man placerar en speciell mätbehållare med sin öppna ände nedåt på marken, separera luften inuti behållaren från den omgivande luften. En analysanordning används sedan för att mäta förändringen i mängden koldioxid inuti behållaren. På samma plats, projektpartnerna tog också prover på det torra sedimentet och mätte dess fukt, innehåll av organiskt material och salt, temperatur, och pH.

Den stora, komplex datauppsättning utvärderades av Philipp Keller, doktorand vid Institutionen för sjöforskning vid UFZ och första författare till studien, som kom till några intressanta slutsatser. "Vi hittade betydande koldioxidutsläpp från torra områden i inre vatten över alla klimatzoner, " säger Keller. "Så det här är verkligen ett globalt fenomen." Forskarna upptäckte också att dessa utsläpp i själva verket ofta är högre än typiska utsläpp från vattenytor av samma storlek. "Vi kunde visa att torra områden i inre vatten faktiskt står för en betydande andel av de totala koldioxidutsläppen från dessa sötvattensystem, " säger Koschorreck. "Om du tar hänsyn till detta i globala beräkningar för inre vatten, koldioxidutsläppen ökar med sex procent." Men vilka mekanismer är ansvariga för frigörandet av koldioxid från torra inlandsvattensediment? "Andningsprocesser hos mikroorganismer, " säger Philipp Keller. "Ju mer substrat som finns tillgängligt - desto mer organiskt material i jorden - och desto gynnsammare är förhållanden som temperatur och sedimentfuktighet, ju mer aktiva de är och desto mer koldioxid frigörs." Från resultaten av studien, forskarna drog slutsatsen att de faktorer som ansvarar för koldioxidutsläpp är i stort sett desamma över hela världen. "Samverkan av lokala förhållanden som temperatur, fukt och innehållet av organiskt material i sedimenten är avgörande, och det har ett större inflytande än regionala klimatförhållanden, " förklarar Keller.

Så vad betyder studiens resultat för den framtida bedömningen av koldioxidutsläppen från inre vatten? "Vår studie visar att koldioxidutsläpp från inre vatten har underskattats avsevärt fram till nu, " säger Koschorreck. "Vi hoppas att vårt arbete kommer att bidra till att säkerställa att torra områden av sötvattensystem ingår i framtida beräkningar. Med klimatförändringarnas framsteg, mer ytvatten torkar förmodligen ut och därmed CO ₂ utsläppen kommer sannolikt att öka."