Spatiotemporal variability in methane emission from an Arctic fen over a growing season : dynamics and driving factors

Abstract: Resume. Metanudledning fra Nordlige vådområder udgør en betydelig del af den naturlige udledning af metan, en potent drivhusgas. Både fysiske og biologiske faktorer influerer produktion, oxidation og transport af metan og dermed netto udledningen. Udledningen af metan fra Nordlige vådområder viser stor rumlig og tidslig variation. Eftersom mange faktorer indvirker på udledningen af metan er viden om disses karakteristika og indbyrdes forhold nødvendig for at forstå hvordan miljømæssige ændringer vil påvirke den naturlige metanudledning. I dette studie vil den rumlige variation i metanudledningen bliver undersøgt mellem 10 plot (0.6 x 0.6 m), som er placeret på en ’fugtig til våd’ gradient nær randen af et høj-Arktisk kær. Udledningen blev målt i vækstsæsonen 2013 og varierede både rumligt (med op til en faktor 10 mellem de to fjerneste plot) og sæsonmæssigt. Vækstsæsonen bestod af to ’peaks’ af sammenlignelig størrelse i metanudledning. Den gennemsnitlige sæsonmæssige udledning var relativ lav sammenlignet med tidligere år og andre studier fra circumpolare regioner og netto optaget af kuldioxid var lavt, med netto udledningen i store dele af sæsonen. Dette tilskrives hovedsagligt den meget lave mængde af vinternedbør, de tidlige snefrie forhold og en efterfølgende usædvanlig tør vækstsæson. Den sæsonmæssige udvikling i metanudledningen korrelerede særdeles godt med de fysiske parametre; jordtemperatur, vandstand og aktiv lag, på trods af at karakteren af deres indvirken på metanproduktionen er forskellig. I den våde del af gradienten var metanudledningen desuden negativt korreleret med netto udledningen af kuldioxid. Det faktum at alle disse korrelationer var stærke, fremhæver den store grad af autokorrelation mellem parametrene og deres lighed i forhold til den sæsonmæssige udvikling. Densiteten og sammensætningen af karplanter har tilsyneladende en dominerende rolle i forhold til størrelsesordenen af metanudledningen. Analyser af organiske syre og opløst organisk stof viste intet ensartet mønster med hensyn til placering på gradienten. Såkaldte ’ekstreme’ metanudledninger i den sidste halvdel af vækstsæsonen blev undersøgt separat, men ingen atmosfæriske parametre, såsom vindhastighed, ændring i lufttryk eller temperatur viste korrelationer med disse events. For de relativt tørre plot på gradienten udgjorde disse events op mod 25 % af udledningen og kan altså i randområderne af kær udgøre en betydelig del af den sæsonmæssige udledning. Ingen events blev målt fra de ’vådeste’ plot. Dette studie belyser vigtigheden af integrerede studier af de parametre der er styrende for metanudledningen, da både de fysiske og biologiske parametre ofte er afhængige og udviser de samme sæsonmæssige mønstre.