Dat blijkt uit een recente studie gepubliceerd in Nature Geoscience hebben wetenschappers ontdekt dat kooldioxide in de bodem (CO₂ ) -emissies zijn gevoeliger voor klimaatopwarming in gebieden waar de permafrost is ingestort dan in niet-ingestorte gebieden.

Deze studie, gebaseerd op veldopwarmingsexperimenten gecombineerd met laboratoriumincubatie van bodems uit grootschalige bemonstering, biedt nieuwe inzichten over de koolstof-klimaatfeedback van de permafrost in de context van de toekomstige klimaatopwarming.

Warmere temperaturen hebben geleid tot een snelle ontdooiing van de permafrost in permafrostgebieden op hoge breedtegraden en op grote hoogte. Abrupte permafrost-dooi, bekend als thermokarst, komt voor in ongeveer 20% van het noordelijke permafrostgebied, maar dit gebied slaat ongeveer de helft van alle ondergrondse organische koolstof op. Dit soort ontdooiing kan de morfologie van het landoppervlak herstructureren, waardoor abrupte veranderingen in de biotische en abiotische eigenschappen van de bodem ontstaan, wat de koolstofcyclus van ecosystemen aanzienlijk kan veranderen.

Omdat zowel thermokarst- als niet-thermokarstgebieden tegelijkertijd aanhoudende opwarming ervaren, is een belangrijke, maar tot nu toe over het hoofd geziene overweging de vraag of de opwarmingseffecten op de CO₂ van de bodem flux kan verschillen tussen deze twee verschillende landvormen.

Om deze kennislacune op te vullen heeft een samenwerkende onderzoeksgroep onder leiding van prof. Yang Yuanhe van het Institute of Botany van de Chinese Academie van Wetenschappen onderzocht hoe thermokarstvorming de reacties van CO₂ in de bodem beïnvloedt. fluxen aan de opwarming van het klimaat, met behulp van meerdere benaderingen.

In een goed gerepliceerd opwarmingsexperiment dat gelijktijdig werd uitgevoerd in thermokarst- en niet-thermokarstgebieden, ontdekten de onderzoekers dat de door de opwarming veroorzaakte toename van CO₂ in de bodem de emissie was ongeveer 5,5 keer hoger in thermokarst-gebieden dan in aangrenzende niet-thermokarst-landvormen.

Vervolgens analyseerden ze ruim dertig potentiële oorzaken van de opwarmingseffecten op CO₂ vrijkomen met behulp van bodemfysisch-chemische analyses, vaste stof ¹³ C nucleaire magnetische resonantie en metagenomische sequencing. Ze ontdekten dat de grotere reactie op de opwarming voornamelijk te wijten was aan de lagere kwaliteit van het bodemsubstraat en de hogere overvloed aan microbiële functionele genen die verband houden met de afbraak van organische koolstof in door thermokarst aangetaste bodems.

Bovendien ontdekte het team, door bodems van zes extra door thermokarst aangetaste locaties langs een 550 km lang permafrost-transect te incuberen, dat thermokarstvorming de temperatuurgevoeligheid van CO₂ aanzienlijk verhoogde. vrijkomt, wat aanvullend bewijs levert voor het sterkere CO₂ in de bodem reactie op de opwarming van de aarde in thermokarstlandschappen.

"Als een voorlopige verkenning van het mondiale belang ervan, waarbij de opwarmingsreactie van CO₂ in de bodem wordt geëxtrapoleerd Als de flux naar alle hooggelegen thermokarstgebieden op het noordelijk halfrond toeneemt, kan er een extra 0,4 Pg C jaar optreden ^-1 van de koolstofuitstoot in de bodem, wat ongeveer een kwart is van de verwachte koolstofverliezen in de permafrost in de bodem tegen het einde van de 21e eeuw", aldus prof. Yang, corresponderend auteur van het onderzoek.

Deze studie biedt meerdere bewijzen dat door de opwarming van de aarde CO₂ in de bodem wordt veroorzaakt het verlies is sterker onder thermokarstvorming. Deze bevindingen kunnen helpen om het toekomstige traject van de koolstof-klimaatfeedback van de permafrost nauwkeuriger te projecteren.

Meer informatie: Verbeterde reactie van bodemademhaling op experimentele opwarming na thermokarstvorming, Nature Geoscience (2024). DOI:10.1038/s41561-024-01440-2

Journaalinformatie: Natuur Geowetenschappen

Aangeboden door de Chinese Academie van Wetenschappen