science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe wetenschappers boreale veengebieden herstellen om koolstof in de grond te houden

Het Milieuprogramma van de Verenigde Naties leidt het Global Peatlands Initiative om veengebieden te redden en klimaatverandering onder controle te houden. Krediet:Bin Xu, Auteur verstrekt

Veengebieden zijn een van de meest waardevolle terrestrische ecosystemen in onze strijd tegen klimaatverandering. Deze diepe lagen van gedeeltelijk vergane planten en ander organisch materiaal zijn tienduizenden jaren oud.

wereldwijd, veengebied beslaat meer dan drie miljoen vierkante kilometer, en bevat meer dan 550 gigaton koolstof - meer dan enig ander type terrestrische ecosystemen, inclusief bossen. In feite, een vierkante meter noordelijke veengebieden bevat vijf keer zoveel koolstof als een vierkante meter tropisch woud van Amazon.

Helaas, veengebieden zijn zwaar geëxploiteerd en beschadigd. Ze zijn leeggelopen, omgezet in landbouwgrond en verbrand of gedolven voor toegang tot natuurlijke hulpbronnen.

Maar het Milieuprogramma van de Verenigde Naties leidt het Global Peatlands Initiative om een ​​gecoördineerde inspanning te leveren om veengebieden te redden, helpen de wereldwijde gemiddelde temperatuurstijging onder de 2C boven het pre-industriële niveau te houden. Door vallen en opstaan, veengebiedwetenschappers zoals ik vinden de beste manieren om veengebieden terug te brengen naar een functionele staat nadat ze zijn verstoord door olie- en gasactiviteit.

Wat zijn veengebieden?

Veengebieden zijn wetlands die worden gekenmerkt door de dikke ophoping van turf (meer dan 40 centimeter volgens de Canadese definitie) als gevolg van een onbalans tussen de groei van planten en de ontbinding door micro-organismen in drassige omstandigheden.

Veldzicht van een boreaal veengebied in het noorden van Alberta. Sphagnummossen vormen de basis en sturen ecosysteemfuncties aan. Krediet:Bin Xiu, Auteur verstrekt

De verwijdering van koolstofdioxide uit de atmosfeer en de opslag ervan in veen heeft de afgelopen 10 jaar een verkoelend effect gehad op het mondiale klimaat, 000 jaar. Als al deze opgeslagen koolstof zou vrijkomen, het zou de huidige atmosferische kooldioxideconcentratie meer dan verdubbelen (tot meer dan 800 delen per miljoen), a scenario's met rampzalige gevolgen voor de menselijke beschaving en natuurlijke ecosystemen.

Helaas, veengebieden zijn zwaar geëxploiteerd en beschadigd. Ongeveer 15 procent van het wereldwijde veengebied is drooggelegd door het graven van sleuven, draagt ​​al bij aan 5,6 procent van de wereldwijde uitstoot van kooldioxide (1,3 gigaton). Natuurlijke verstoringen zoals bosbranden vormen ook een ernstige bedreiging voor de gezondheid van veengebieden en de stabiliteit van opgeslagen koolstof.

Canada is begiftigd met 's werelds op een na grootste veengebied, waarvan de meeste te vinden zijn in de boreale en subarctische gebieden. Toch menselijke activiteiten, zoals bosbouw, landbouw en grondstofwinning, en natuurlijke verstoringen, inclusief toenemende temperatuur en brandfrequentie, bedreigen hun gezondheid en stabiliteit.

Bijvoorbeeld, winterwegen en seismische lijnen die zijn gemaakt voor het onderzoeken van hulpbronnen, zijn uitgestrekt over het boreale bos, wat leidt tot het verdwijnen van de permafrost, bos kariboes habitatfragmentatie en bevolkingsafname, en een stijging van zeven procent van de jaarlijkse methaanemissie van Canada door verandering in landgebruik.

Bryophytes:een hoeksteensoort van boreale veengebieden

In Canada, de boreale veengebieden worden gedomineerd door bryophyten, een groep kleine, oude landplanten, waarvan het belang voor veengebieden vaak over het hoofd wordt gezien. Enkele van de belangrijkste bryophyten, algemeen bekend als "veenmos" of "zwart vuil, " behoren tot Sphagnum, het sluitsteengeslacht van boreale veengebieden.

Bryophytes vormen de grondoppervlakken van veengebieden, plantenweefsels produceren die moeilijk afbreekbaar zijn en chemicaliën vrijgeven die microbiële activiteiten vertragen die belangrijke broeikasgassen produceren, waaronder methaan en koolstofdioxide. Overuren, het onverteerde plantenmateriaal van bryophyten vormt het grootste deel van het veen.

Luchtfoto van meerdere seismische lijnen en winterwegen door een moeras in Alberta. Krediet:Bin Xu, Auteur verstrekt

Herstel van veengebieden:leren van de natuur

Het herstel van boreale veengebieden is een relatief nieuw praktijkgebied met de vroege proeven die eind jaren negentig werden ontwikkeld voor tuinbouwveengebieden in Québec en Ontario. in Alberta, het herstel van door olie- en gasactiviteiten verstoorde veengebieden is gebaseerd op trial-and-error-benaderingen met wisselend en beperkt succes.

Een van de belangrijkste problemen is het gebrek aan begrip van bryophyten en de misplaatste focus op bomen. Er is een tendens geweest om bomen te introduceren door middel van planten als een herstelpraktijk en om de oprichting van een boomkruin te gebruiken als een maatstaf voor succes. Maar deze praktijken zijn het meest geschikt voor beboste ecosystemen in het hoogland.

De benadering gaat voorbij aan het feit dat boreale veengebieden worden gevormd door de bryophyten van de grondlaag. Zonder de sluitsteen bryophytes, belangrijke veenfuncties komen niet terug.

Door fossielen van plantenfragmenten uit veengebieden te bestuderen, pollen en sporen, wetenschappers hebben de ontwikkeling en opeenvolging van boreale veengebieden in de loop van de tijd kunnen reconstrueren. Veel van de veengebieden van Alberta zijn gevormd door een proces dat "paludificatie, " de directe vestiging en vorming van veen in gebieden die vroeger werden ingenomen door bosvegetatie op minerale grond. De meerderheid van de boreale veengebieden van Alberta begon zich rond 8 te vormen door paludificatie, 000 jaar geleden.

Toen het klimaat afkoelde en het bodemvocht toenam, Sphagnummossen breidden zich langzaam uit naar bosgebieden. Eventueel, de groei en expansie van mossen leidde tot de verschillende soorten veengebieden die we nu zien.

Close-up van Sphagnum magellanicum, een algemeen veenvormend mos van boreale veengebieden. Krediet:Bin Xu, Auteur verstrekt

In Noord-Amerika, het afsluiten van afwateringssloten en het inbrengen van levende mosfragmenten met sporen, zaden en wortels, hebben door veenmos gedomineerde tuinbouwveenvelden in het oosten van Canada hersteld. Deze methode staat bekend als de moslaagoverdrachttechniek (MLTT).

in Alberta, beperkte veldproeven hebben aangetoond dat teruggewonnen industrieterreinen (bijvoorbeeld een voormalige in-situ olie- en gasbron) kan de ontwikkeling van veenmossen ondersteunen zodra de juiste bodemgesteldheid is bereikt.

Donormosmateriaal kan worden verzameld van nabijgelegen winterwegen en seismische lijnen. In alle gevallen, de introductie van donormosfragmenten was essentieel voor het succes van het herstel van de veenvegetatie.

Succesvolle groei van sluitsteenmossen kan ervoor zorgen dat kritieke veenfuncties in de loop van de tijd terugkeren. Andere planten zullen zich gelijktijdig ontwikkelen uit zaden en wortels in het donormateriaal. Bomen zullen zich op natuurlijke wijze of door aanplant vestigen.

Als het gaat om veenherstel, we moeten onze focus verleggen van bomen en luifelsluiting naar het bevorderen van de ontwikkeling van een tapijt van grondlaagbryophyten. We moeten leren deze kleine maar belangrijke planten in ons voordeel te gebruiken in onze strijd tegen klimaatverandering.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.