Människor kan accelerera hastigheten med vilken organiskt material sönderfaller i floder och vattendrag på global skala, enligt en ny studie från University of Georgia, Oakland University och Kent State University.
Det kan utgöra ett hot mot den biologiska mångfalden i vattendrag runt om i världen och öka mängden kol i jordens atmosfär, vilket potentiellt kan förvärra klimatförändringarna.
Publicerad i Science , är studien den första som kombinerar ett globalt experiment och prediktiv modellering för att illustrera hur mänsklig påverkan på vattendrag kan bidra till den globala klimatkrisen.
"Alla i världen behöver vatten", säger Krista Capps, medförfattare till studien och docent vid UGA:s Odum School of Ecology och Savannah River Ecology Laboratory.
"När mänskliga aktiviteter förändrar de grundläggande sätten att floder fungerar är det oroande. Ökade nedbrytningshastigheter kan vara problematiska för den globala kolcykeln och för djur, som insekter och fiskar, som lever i bäckar eftersom matresurserna de behöver för att överleva kommer att försvinna mer snabbt, förlorat till atmosfären som koldioxid."
Floder och bäckar spelar en nyckelroll i den globala kolcykeln genom att lagra och bryta ner stora mängder löv, grenar och annat växtmaterial.
Vanligtvis skulle processen se ut ungefär så här:Löv faller i floden. Bakterier och svampar koloniserar bladet. En insekt äter bakterierna och svamparna och använder kolet som lagras i bladet för att växa och göra fler insekter. En fisk äter insekten.
Studien fann att denna process förändras i områden i världen som påverkas av människor.
Floder som påverkas av urbanisering och jordbruk förändrar hur snabbt lövskräp bryts ned.
Och när processen går snabbare har den insekten inte en chans att ta upp kolet från bladet. Istället släpps kolet ut i atmosfären, vilket bidrar till förorening av växthusgaser och i slutändan stör näringskedjan.
"När vi tänker på utsläpp av växthusgaser, tenderar vi att tänka på avgasrör och fabriker", säger Scott Tiegs, medförfattare till studien och professor i biologiska vetenskaper vid Oakland.
"Men mycket koldioxid och metan kommer från akvatiska ekosystem. Denna process är naturlig. Men när människor tillför näringsföroreningar som gödningsmedel till sötvatten och höjer vattentemperaturen, ökar vi nedbrytningshastigheten och riktar mer CO2 in i atmosfären."
Forskarna samlade in fältdata från 550 floder över hela världen och samarbetade med mer än 150 forskare i 40 länder.
Baserat på dessa data genererade forskarna en av de första uppskattningarna av nedbrytningshastigheter i floder och strömmar över hela världen, inklusive understuderade områden som tropikerna.
Författarna sammanställde data till ett kostnadsfritt kartverktyg online som visar hur snabbt olika sorters löv bryts ner i lokala vattendrag.
Med hjälp av prediktiv modellering identifierade forskarna också miljöfaktorer som är ansvariga för ökade nedbrytningshastigheter, såsom högre temperaturer och ökade näringskoncentrationer.
"Båda dessa faktorer påverkas av mänskliga aktiviteter", säger David Costello, medförfattare till studien och docent vid Kent State. "Att minska mänsklig påverkan på nedbrytning kommer att behålla mer kol i floder, förhindra att det kommer in i atmosfären som koldioxid och bidra till klimatförändringar."
