Een EPFL-studie heeft voor het eerst de impact van klimaatverandering op alpiene stromen gemeten, en de resultaten zijn behoorlijk zorgwekkend:na een winter met weinig sneeuw, deze stromen geven meer koolstofdioxide af dan ze opnemen.

Talloze onderzoekers kijken naar de impact van klimaatverandering op de Alpen. En een van de meest voor de hand liggende effecten is de geringe sneeuwval die de afgelopen jaren is waargenomen. EPFL-onderzoekers hebben ontdekt dat dit gebrek aan sneeuw ook gevolgen heeft voor bergbeekjes. We weten nu al zo'n tien jaar dat deze stromen, samen met de meren en rivieren van de Alpen, een grote hoeveelheid koolstofdioxide (CO2) in de atmosfeer afgeven als een natuurlijk fenomeen. Maar de studie laat zien dat een warme winter met weinig sneeuwval dit allemaal kan veranderen. Het gebrek aan sneeuw betekent dat zodra de lente komt, de stromen geven meer CO2 af dan ze opnemen. "Dit is de eerste studie die de impact van klimaatverandering op de wereldwijde koolstofcyclus in bergstromen laat zien, " legt Tom Battin uit, directeur van het Stream Biofilm and Ecosystem Research Laboratory (SBER) en co-auteur van de studie, die zojuist in het tijdschrift is gepubliceerd ecosystemen .

Twee winters vergelijken

Dit fenomeen werd gemeld nadat onderzoekers gegevens van twee opeenvolgende winters vergeleken - de winter van 2012-2013, wat als normaal werd beschouwd, en die van 2013-2014, die uitzonderlijk warm was. "Na een normale winter, onze studie toonde aan dat tijdens een 'magic window' van 70 dagen, ' de stromen nemen door fotosynthese meer koolstofdioxide op dan ze van nature produceren, " legt Amber Ulseth uit, een onderzoeker bij SBER en hoofdauteur van de studie. "Na een warme winter met weinig sneeuwval, meer productie van CO2 plaatsvindt in het voorjaar, wat betekent dat de stromen meer koolstofdioxide afgeven dan ze opnemen. Er is geen magisch venster, en de alpiene stromen worden een netto-producent van CO2."

In dit stadium, de exacte hoeveelheid CO2 die in de atmosfeer vrijkomt, is voor de onderzoekers nog steeds moeilijk te meten. Ze kunnen, echter, enkele van de mogelijke gevolgen te bepalen. De rivieren die door deze kleine alpenstroompjes worden gevoed, bijvoorbeeld, krijgen minder organische koolstof met minder gesmolten sneeuw om hun metabolisme te stimuleren. Minder smeltende sneeuw kan een zorgwekkende impact hebben op het hele ecosysteem, omdat het uiteindelijk de waterstroom kan veranderen. De auteurs van het onderzoek denken ook dat het de moeite waard is om de impact te bestuderen die dit waarschijnlijk zal hebben op het waterkrachtnetwerk dat afhankelijk is van deze rivieren - met name de dammen - en de mogelijke gevolgen voor de koolstofcyclus in deze alpiene stromen.

Hightech sensoren

Om beter te begrijpen hoe deze bergstromen zich gedragen, de nieuwste generatie omgevingssensoren werd gedurende 18 maanden ingezet in 12 stromen die uitmonden in de rivier de Ybbs in de Oostenrijkse uitlopers. De sensoren werden geplaatst tussen 700 en 1, 500 meter boven zeeniveau en het waterecosysteem van de regio gemeten – een primeur in dit soort onderzoek. Elke vijf minuten maten ze drie parameters:lichtintensiteit, stroomwatertemperatuur en zuurstofgehalte. Met deze gegevens, was het mogelijk om het fotosyntheseproces en de "koolstofademhaling" van het ecosysteem te observeren, " wat op zijn beurt informatie opleverde over de koolstofflux. "Dit onderzoek had tien jaar geleden niet kunnen worden uitgevoerd omdat de sensoren die we gebruikten niet bestonden, ", zegt Ulseth. "Door elke vijf minuten gegevens te verzamelen, we zouden echt de hartslag van elke stroom kunnen nemen en het metabolisme van het hele ecosysteem kunnen meten."

Nieuw Wallis-onderzoek en big data

De teams van Battin gaan nu verder in hun onderzoek. Voor het afgelopen jaar, ze hebben gewerkt aan 12 streams in Valsrey, Champéry en Val Ferret in het kanton Wallis, en in de Vallon de Nant in het kanton Vaud. De onderzoekers hebben meer diepgaande metingen gedaan in deze regio, die hoger en groter is dan de regio in de Oostenrijkse uitlopers die voor de vorige studie werd gebruikt. En in plaats van drie parameters, Met nieuwe sensoren worden elke tien minuten tien parameters gemeten. Deze fase van het onderzoeksproject wordt ondersteund door EPFL Wallis-Wallis, de Zwitserse National Science Foundation en het Europese "C-Cascades"-project, die gericht is op een beter begrip van de rol van de koolstofcyclus bij het reguleren van het klimaat.