Bomen en insecten kunnen een belangrijke rol spelen bij de uitstoot van methaan - een krachtig broeikasgas - en een beter begrip van hoe dit precies gebeurt, zou kunnen helpen om effectievere manieren te vinden om de opwarming van de aarde tegen te gaan.

Omdat methaan over 20 jaar meer dan 80 keer het aardopwarmingsvermogen van koolstofdioxide heeft, de emissies van bomen - en eventuele veranderingen daarin als gevolg van de opwarming van de aarde - kunnen aanzienlijke gevolgen hebben voor het klimaat op aarde.

"We hebben aerobe methaanemissies gezien (van boomkruinen), en deze hebben een sterk patroon gedurende de dag, " zei dr. Mari Pihlatie, universitair hoofddocent bij de afdeling Landbouwwetenschappen van de Universiteit van Helsinki, Finland.

Zij en haar team in het MEMETRE-onderzoeksproject traceren het methaan om te zien of het naast fotosynthese in de bladeren wordt geproduceerd, of als het bodemgebonden gas is dat door de stam omhoog stroomt, of van andere activiteiten in de kofferbak zelf.

"Het lijkt erop dat de luifels van boreale bomen overdag methaan uitstoten, niet in de nacht, en dat de methaanemissies fotosynthetische activiteit en straling (zonlicht) volgen, ' zei dokter Pihlatie.

Seizoenen

De aanwijzingen zijn dat, in plaats van te worden gekoppeld aan fotosynthese, deze boomstamemissies zijn waarschijnlijker gekoppeld aan op de bodem gebaseerde methaanproductie die door de bomen naar de atmosfeer wordt getransporteerd. Een andere mogelijkheid is dat het wordt geproduceerd door microbiële methaanvorming in de stammen zelf.

Methaanfluxen uit boomstammen variëren ook met de seizoenen, stijgend in de Noordse zomers en dalend in de kou, donkere winters. Deze seizoensvariabiliteit roept vragen op over wat er in de toekomst kan gebeuren met de bijdrage van de bomen aan het methaanbudget, gegeven veranderingen in het mondiale klimaat.

Dr. Pihlatie's onderzoek heeft gekeken naar dennen, sparren en berken gevonden in boreale bossen in Finland en Zweden, die typerend zijn voor hoge noordelijke breedtegraden in Europa, Azië en Noord-Amerika.

Haar team doet veldmetingen en voert experimenten uit in gecontroleerde laboratoriumomstandigheden, met behulp van stabiele koolstofisotopen om de oorsprong van methaan dat door bomen wordt uitgestoten te identificeren. Door een omheinde boom te voeden met koolstofdioxide met behulp van koolstof-13, de onderzoekers proberen vast te stellen of de koolstof die in de methaanemissies voorkomt, snel is gefixeerd door de bladeren of naaldnaalden door middel van fotosynthese, of als het 'oudere' koolstof is van verschillende processen in de boom.

Toezicht houden op

Om emissies in de overkapping te monitoren, de onderzoekers hebben nieuwe manieren ontwikkeld om een ​​tak in een luchtdichte doos te omsluiten, compleet met lasers om continu en automatisch veranderingen in gasstromen en -concentraties te meten tijdens dagelijkse en seizoenscycli.

"Op deze manier willen we het verband tussen de methaanproductie en de fysiologische activiteit van de boom begrijpen, zoals fotosynthese en transpiratie, ' zei dokter Pihlatie.

Het ontrafelen van het methaanproces in bomen - en de grotere rol van boreale bossen - zou een duidelijker beeld kunnen geven van hun bijdrage aan het wereldwijde methaanbudget, waar de bronnen en putten (opslagplaatsen) van methaan worden opgeteld. Het kan ook helpen bij het beoordelen van de toekomstige impact van klimaatverandering op deze methaanprocessen zelf.

"Op basis van onze metingen, de CH4- (methaan)emissies van bomen in de boreale bossen verminderen de koolstofvastleggingscapaciteit van de bomen niet significant, "Dokter Pihlatie zei:toe te voegen:"Deze groeiende bomen fungeren altijd als een koolstofput, ongeacht hoeveel ze CH4 uitstoten."

Toenemend

Hoewel de wereldwijde methaanemissieniveaus veel lager zijn dan voor kooldioxide, ze zijn de laatste jaren gestaag toegenomen, met cijfers van november 2019 die een duidelijke stijging laten zien.

Er zijn nog geen definitieve verklaringen waarom dit het geval is, maar sommige onderzoeken hebben gewezen op de dramatische toename van fracking voor schaliegas als hoofdverdachte voor toenames in de afgelopen tien jaar.

Maar er moet ook meer worden begrepen over de details van wat precies van invloed is op het methaanbudget en hoe dit verandert.

goed beluchte bodems, bijvoorbeeld, fungeren als netto methaan 'putten' door ongeveer 4% van de jaarlijkse methaanemissies wereldwijd te absorberen, met ondergrondse micro-organismen die bekend staan ​​als methaanverbruikers. Maar recent onderzoek toont aan dat dit kan afnemen naarmate de klimaatverandering de regenval in gematigde en tropische regio's verhoogt, en het opnemen van methaanemissies in dit soort berekeningen kan leiden tot een verdere afname van het zinkeffect.

Onder in de bodem levende dieren, termieten zijn belangrijke uitstoters van methaan die al in het wereldwijde methaanbudget zijn opgenomen. Maar er is weinig diepgaand onderzoek gedaan naar de rol in de methaancyclus van andere ondergrondse wezens, zoals kevers of duizendpoten, in goed beluchte hooggelegen bodems.

Het methaan dat wordt uitgestoten door insectenlarven kan significant genoeg zijn om opname in de terrestrische methaancyclus te rechtvaardigen, zei Dr. Carolyn-Monika Görres, een bodemecoloog bij de afdeling Toegepaste Ecologie aan de Hochschule Geisenheim University in Duitsland.

Doodlebugs

Haar CH4ScarabDetect-project omvatte het eerste veldonderzoek naar methaanemissies van de larven van doodlebugs, of meikevers, uit de familie van de mestkevers.

Haar veldstudies van de meikever, Melolontha melolontha - een opmerkelijke landbouwplaag - en de bosmeikever, M. hippocastani, toonde significant hogere concentraties methaan dan in laboratoriumomstandigheden.

Terwijl de volwassenen slechts ongeveer vier tot zes weken leven, hun larven leven drie tot vier jaar onder de grond, kauwend op wortels - en het produceren van methaan.

Dr. Görres en collega's ontwikkelden een systeem van akoestische sensoren om de doodlebug-larven ondergronds te volgen, om op te nemen wanneer ze verhuisden, gegeten en gecommuniceerd.

Het doel was om de larven af ​​te luisteren zonder ze te storen, om te zien hoe hun activiteiten passen bij metingen van methaanfluxen.

Het is misschien niet zo eenvoudig als te zeggen dat, omdat ze methaan uitstoten, de larven verminderen het zinkvermogen van de grond, zei Dr. Görres.

De larvale emissies creëren omstandigheden die bevorderlijk zijn voor methaan consumerende micro-organismen. En ze denkt dat op de langere termijn, wanneer larven worden verwijderd of hun methaanemissies in bepaalde fasen van hun levenscyclus verminderen, de bodem zou een betere gootsteen kunnen worden als de micro-organismen zich voor voedsel tot atmosferisch methaan wenden.

'(Gezien het gehele methaanbudget), er is geen groot verschil tussen (totale) wereldwijde methaanemissies en (totale) wereldwijde methaanconsumptie, dus als we erin slagen om de zinkcapaciteit van (hooggelegen) gronden te vergroten, dan hebben we een kans om de methaanconcentraties in de atmosfeer te verminderen, " zei Dr. Görres.