Nordliga vattendrag släpper ut oväntat mycket metan

Sötvattensystem står för hälften av de globala utsläppen av metan, som är en kraftfull växthusgas som bidrar till den globala uppvärmningen. Men kunskapsluckor har funnits om flodernas och bäckarnas roll för utsläppen.

En studie från forskare i Sverige och USA ger nu nya insikter i globala nivåer, mönster och drivkrafter för metanutsläpp från vattendrag.

Torvmarker och våtmarker kraftfulla metankällor

Forskarna förväntade sig att hitta de högsta utsläppen i tropikerna, där det är varmt, eftersom den biologiska produktionen av metan är mycket temperaturkänslig.

– I stället fann vi att utsläppen också är förhöjda på tundran och i barrskogsregionen, trots låga temperaturer. Orsaken är sannolikt att nordliga vattendrag ofta står i förbindelse med torvmarker och våtmarker, som är kraftfulla metankällor, säger forskaren Gerard Rocher Ros vid Sveriges lantbruksuniversitet, SLU.

Bäckar och floder är mycket dynamiska ekosystem. För att kunna förutsäga metanutsläppen på global nivå krävdes att forskarna samlade in omfattande data. Före studien ägnade de flera år åt att sammanställa observationer av metan i floder och vattendrag. De fördes sedan in i en offentlig databas.

– Genom att tillämpa maskininlärningsverktyg på dessa många tusen observationer över hela världen kunde vi så småningom modellera metanutsläpp från vattendrag på stora rumsliga skalor, säger Gerard Rocher Ros.

Bidrar till växthusgaser i atmosfären

Kartläggningen visade att de samlade utsläppen av metan från jordens bäckar och floder verkligen är ett viktigt flöde till atmosfären, och i nivå med vad som dokumenterats för sjöar.

Det globala mönstret var att höga utsläpp från vattendrag ofta är förknippade med egenskaper i landskapet som främjar metanproduktion genom ökad tillförsel av organiskt material och syrefattiga förhållanden i sediment, i synnerhet i jordar och våtmarker i avrinningsområdet.

Det visade sig dock att temperatur inte var ett bra sätt att förutsäga höga metanutsläpp från floder och vattendrag, varken på global nivå eller vid jämförelser inom enskilda vattendrag över tid.

Skiljer sig från sjöarna

Medan metanutsläpp från sjöar och våtmarker ofta regleras av temperaturen, verkar vattendrag alltså inte fungera på samma sätt.

– Det här innebär att andra processer kan påverka metanutsläppen från floder, till exempel förändringar i avrinningen eller i de hydrologiska kopplingarna till mark och våtmarker, säger forskaren Ryan Sponseller vid Umeå universitet och fortsätter:

–  Detta är viktigt när vi beräknar framtida metanutsläpp. Medan temperaturökningar kan vara den viktigaste drivkraften för sjöar och våtmarker, kan det för floder vara viktigare att förstå hur miljöförändringar ökar eller minskar metantillförseln från det omgivande landskapet, men detta är fortfarande osäkert.

Högre utsläpp i förändrade miljöer

Eftersom metanproduktion är mycket beroende av organiskt material och låg syrehalt, utnyttjade författarna också den nya databasen för att undersöka hur människor direkt kan påverka metanutsläppen från floder. De konstaterar att miljöer som i hög grad förändrats av människan – till exempel dikade vattendrag, kanaler och floder nedanför avloppsreningsverk – också tenderar att ha förhöjda utsläpp.

– Människor modifierar aktivt vattensystem över hela världen, och i allmänhet verkar dessa förändringar öka metanutsläppen. Forskningsresultaten visar att en bieffekt av restaurering av vattendrag kan vara en minskning av metanutsläppen från vattendrag, säger Ryan Sponseller.

Kan användas i klimatmodeller

Eftersom forskarna kunde ta fram månadsvisa globala kartor över metanutsläpp från floder är databasen också användbar för att bättre förstå den globala metancykeln, och den införlivas för närvarande i den senaste versionen av den globala metanbudgeten.

– Det här är viktigt eftersom en bättre förståelse av alla metankällor, deras omfattning och rumsliga mönster verkligen kan bidra till att förbättra Earth System Models. Det är de storskaliga modeller som används för att förutsäga det framtida klimatet och som vi behöver för att förbereda samhället, säger Gerard Rocher-Ros.

Vetenskaplig studie:

Global methane emissions from rivers and streams, Nature.

Kontakt

Gerard Rocher-Ros, postdoktor vid institutionen för skogens ekologi och skötsel, Sveriges lantbruksuniversitet i Umeå, gerard.rocher.ros@slu.se

Ryan Sponseller, docent vid institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap, Umeå universitet, ryan.sponseller@umu.se