Högre metanutsläpp än väntat från nordliga bäckar och floder

Sötvattensystem står för hälften av de globala utsläppen av metan, som är en kraftfull växthusgas som bidrar till den globala uppvärmningen. Men, bland sötvattnen har flodernas och bäckarnas roll i metancykeln i stort sett varit odokumenterad. Nu har forskare vid SLU och Umeå universitet i samarbete med forskare i USA, publicerat en studie i Nature som ger nya insikter i globala nivåer, mönster och drivkrafter för metanutsläpp från vattendrag.

– Vi förväntade oss att hitta de högsta utsläppen i tropikerna, där det är varmt, eftersom den biologiska produktionen av metan är mycket känslig för temperatur, säger Gerard Rocher Ros, SLU. 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.

Bäckar och floder är mycket dynamiska ekosystem. För att kunna förutsäga metanutsläppen på global nivå krävdes först en omfattande datainsamling.

– Innan vi gjorde den här studien tillbringade vi några år med att sammanställa alla observationer av metan i floder och vattendrag som vi kunde hitta och föra in dessa 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.

Kartläggningen visade att de samlade utsläppen av metan från jordens bäckar och floder verkligen är ett viktigt flöde till atmosfären, 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. Intressant nog visade sig temperatur inte vara ett bra sätt att förutsäga höga metanutsläpp från floder och vattendrag, varken på global nivå eller vid jämförelser inom enskilda vattendrag över tid.

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 Ryan Sponseller, Umeå universitet. 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.

Eftersom metanproduktion är mycket beroende av organiskt material och låg syrehalt, utnyttjade författarna också denna nya databas för att undersöka hur människor direkt kan påverka metanutsläppen från floder. De konstaterar att miljöer som i hög grad modifierats 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.

Eftersom forskarna kunde ta fram månadsvisa globala kartor över metanutsläpp från floder är denna databas 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.

Kontaktpersoner

Gerard Rocher-Ros, postdoktor
Institutionen för skogens ekologi och skötsel
Sveriges lantbruksuniversitet, Umeå
gerard.rocher.ros@slu.se, 073-369 77 16

Ryan Sponseller, docent
Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap
Umeå universitet
ryan.sponseller@umu.se, 090-786 65 50

Den vetenskapliga artikeln

Gerard Rocher-Ros, Emily H. Stanley, Luke C. Loken, Nora J. Casson, Peter A. Raymond, Shaoda Liu, Giuseppe Amatulli & Ryan A. Sponseller. 2023. Global methane emissions from rivers and streams. Nature. https://www.nature.com/articles/s41586-023-06344-6

Pressbild

(Får publiceras fritt i anslutning till artiklar om denna nyhet. Klicka för högupplöst foto. Fotograf ska anges.)

Metanutsläppen från vattendrag i norr var högre än väntat, sannolikt för att det ofta finns torvmarker och våtmarker i avrinningsområdet. Här syns Miellajokka, Abisko. Foto: Gerard Rocher Ros