Arktisk tundra, ett unikt ekosystem som kännetecknas av permafrost, bidrar till cirka 45% av alla metankällor i Arktis och spelar därför en viktig roll i den globala koldioxidcykeln. Den arktiska regionen värms snabbare än andra globala regioner under det senaste århundradet. Varmare temperatur påskyndar jordens organiska kolnedbrytning i permafrostjordar, vilket resulterar i större netto metanutsläpp.

Dock, på grund av begränsad datatillgänglighet, det finns fortfarande en hel del saker som är okända, t.ex., vad är det som är gemensamt och skillnader i metanutsläpp under vårens upptining kontra höstfrysning? Hur påverkar frys-tina-cykler metanutsläpp på vår- och höstaxlar?

"Övergångsperioderna mellan kallsäsong och växtsäsong när jordar inte är helt frusna kallas" axelsäsong, '' sa Dr Bao Tao med Institute of Atmospheric Physics (IAP) från Chinese Academy of Sciences (CAS).

Bao är huvudförfattare till en nyligen publicerad studie i Global förändringsbiologi . Studien leds av forskare från IAP, i samarbete med University of Nebraska-Lincoln och Argonne National Laboratory, U.S ..

Baos team fann att axelsäsongerna bidrog till ungefär en fjärdedel av de årliga totala metanutsläppen. "Jordar under vår- och höstens axelsäsonger upplever upprepade frysnings- och tiningscykler, "sa Bao." Metanutsläppen under dessa komplexa processer är ofta underskattade på grund av brist på mätningar och okända mekanismer. "

Den nya studien belyser tre till fyra gånger högre bidrag från utsläpp av metan från höstfrysning till det totala årliga utsläppet än vårens upptining. Jordarna har en mycket högre fuktnivå, mikrobiella ämnen och organiskt kol under höstfrysning än vårtining. Dessa förhållanden ger en fördelaktig miljö för metanogener, vilket resulterar i en mycket högre metanproduktion och utsläpp under höstfrysning.

"Jordar fryser gradvis från det översta lagret när metanogener under marken kvarstår. Därför, jordtemperaturer nära ytan kan inte helt återspegla processerna för frysning och tining i djupare jordlager. Skillnaderna i processer för frysning och tining och frysning har en direkt effekt på transport av metan från jord till atmosfären, "sa doktor BAO.

"Denna studie ger potential för förbättringar av processbaserade modeller. Det är avgörande att ytterligare utvärdera metanutsläpp under icke-växtsäsong för att öka vår förståelse för metanbudget och koldioxidklimatåterkoppling i Arktis, "sa Dr. Xu Xiyan, motsvarande författare till studien.