En ny studie ledd av UC San Diego Scripps Institution of Oceanography postdoktorn Jennifer Bowen finner att kanaler som används för att dränera fuktiga torvmarker i Sydostasien sannolikt är hotspots för utsläpp av växthusgaser.

Resultaten publicerades den 8 mars i Nature Geoscience , identifiera en tidigare outredd källa till utsläpp från dessa hotade, kolrika landskap. Resultat från studien tyder på att nedbrytningen av tropiska torvmarker i Sydostasien har släppt ut ännu mer planetvärmande koldioxid än vad som tidigare uppskattats.

Torvmarker täcker bara 3 % av jordens landyta, men de lagrar dubbelt så mycket kol som alla världens skogar tillsammans. Torvmarker bildas på platser där översvämningar året runt hindrar döda växter från att helt bryta ner genom att begränsa deras exponering för syre. Dessa vattendränkta förhållanden gör att döda växter – och kolet som de absorberade från atmosfären när de växte – ackumuleras i torvjorden under hundratals eller till och med tusentals år.

Men mänskliga aktiviteter har skadat eller förstört många av världens torvmarker. I Sydostasien har människor dränerat och avskogat omkring 60 miljoner tunnland torvmarker under de senaste tre decennierna, till stor del för palmolja och timmerskörd, och lämnat endast 6% orörda. Dränerande och skadande torvmarker exponerar deras ackumulerade döda växtmaterial för syre, vilket gör att det sönderfaller och frigör koldioxid. Globalt står förstörda torvmarker enbart för cirka 5 % av de mänskliga utsläppen av växthusgaser årligen.

"Detta är några av de största lagren av kol i världen utanför havet och de har varit inlåsta i tusentals år", säger Lihini Aluwihare, en kemisk oceanograf vid Scripps Oceanography och medförfattare till studien. "Att återinföra något av detta kol i atmosfären är ett stort problem när det gäller klimatförändringar. Det är därför det är så viktigt att vi tar reda på vad som styr utsläppet av kol från störda torvmarker."

Men även denna skrämmande sammanställning av koldioxidutsläppen från förstörda torvmarker fokuserar till stor del på utsläppen från uttorkade torvmarker och står sällan för det kol som släpps ut i vattendrag.

"Vi vet att skadade torvmarker släpper ut stora mängder koldioxid", säger Bowen. "Men vad som händer med kolet som strömmar genom dräneringskanaler innan det når floder eller havet är mindre förstådd. Om vi ​​inte vet vad som händer där kan vi sakna kol som kommer in i jordens atmosfär och som inte finns med i det nuvarande kolet budget."

För att förstå vad som händer med kol som släpps ut från torvmarker till vattendrag, samlade forskarna in vattenprover från torvmarkskanaler i västra Kalimantan, Indonesien 2022. I en serie labbexperiment mätte studieförfattarna hur snabbt mikrober kunde bryta ner det organiska materialet i flaskor av torvmarkskanalvatten och hur mycket koldioxid de producerade i processen. I ytterligare experiment mätte teamet hastigheten för en process som kallas fotokemisk mineralisering där solljus gör att organiskt material bryts ner och avger koldioxid.

När Bowen och hennes medförfattare räknat ut hastigheten med vilken mikrober och solljus producerade koldioxid i labbet, bedömde de faktorerna som sannolikt skulle accelerera eller bromsa koldioxidutsläpp från torvmarksdräneringskanaler i den verkliga världen över Sydostasien. Experimenten tyder på att soligare dagar, högre syrekoncentrationer i kanalvattnet och höga nivåer av blandning i kanalvatten kan leda till högre koldioxidutsläpp.

Baserat på resultaten av experimenten uppskattade teamet att varje kvadratmeter torvmarkskanalområde i regionen släpper ut i genomsnitt ungefär 70 milligram koldioxid per dag. Mer arbete behövs för att identifiera var hastigheterna kan vara högre eller lägre i landskapet, sa Bowen, men resultaten tyder på att nedbrytning av solljus och mikrober kan skicka cirka 35 % av torvkolet som löses upp i dräneringskanalerna till atmosfären som koldioxid .

"Det här är första gången någon har kvantifierat dessa processer i en tropisk torvmark, och 35% av kolet som löses upp i dessa kanaler är mycket utsläpp", säger Aluwihare. "För mig säger detta att dessa kanalsystem sannolikt är en betydande källa till koldioxidutsläpp utöver utsläppen från uttorkade torvmarker, och vi underskattar förmodligen klimatpåverkan av att försämra dessa system."

Aluwihare tillade att de betydande koldioxidutsläppen i torvmarkskanalerna sannolikt minskar mängden löst torv som exporteras till havet. Även om ödet för torvkol som strömmar ut i haven inte är helt förstått, kan en del hamna återigen lagras i den marina miljön. Om så är fallet, sa Aluwihare, tyder dessa resultat på att haven inte kan göra så mycket som forskare trodde för att förhindra torvkol från att komma in i atmosfären igen.

Förutom Bowen och Aluwihare bidrog Putri Juliandini Wahyudio och Gusti Anshari från Universitas Tanjungpura i Indonesien samt Alison Hoyt från Stanford University till studien.

Mer information: Jennifer C. Bowen et al, Kanalnätverk reglerar vattenförluster av kol från nedbrutna tropiska torvmarker, Nature Geoscience (2024). DOI:10.1038/s41561-024-01383-8

Tillhandahålls av University of California - San Diego