Advanced

Methane dynamics in northern wetlands: Significance of vascular plants

Joabsson, Anna LU (2001)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Metan är en växthusgas med stor potential att påverka klimatet på Jorden. Den vattenmättade miljön i våtmarker erbjuder perfekta livsbetingelser för metanproducerande bakterier och detta medför att naturliga våtmarker är den största enskilda källan till metan i atmosfären, även då man räknar med antropogena utsläpp från, till exempel, förbränning av fossila bränslen. Mot denna bakgrund är man intresserad av att veta vad som kontrollerar hur mycket metan som egentligen bildas i och avges från våtmarkerna. Kunskapen är viktig för att exempelvis kunna förutsäga hur metanavgivningen från naturliga våtmarker påverkas av förändringar i det globala klimatet. Våtmarkerna som är belägna på de nordligare... (More)
Popular Abstract in Swedish

Metan är en växthusgas med stor potential att påverka klimatet på Jorden. Den vattenmättade miljön i våtmarker erbjuder perfekta livsbetingelser för metanproducerande bakterier och detta medför att naturliga våtmarker är den största enskilda källan till metan i atmosfären, även då man räknar med antropogena utsläpp från, till exempel, förbränning av fossila bränslen. Mot denna bakgrund är man intresserad av att veta vad som kontrollerar hur mycket metan som egentligen bildas i och avges från våtmarkerna. Kunskapen är viktig för att exempelvis kunna förutsäga hur metanavgivningen från naturliga våtmarker påverkas av förändringar i det globala klimatet. Våtmarkerna som är belägna på de nordligare delarna av norra hemisfären är av extra stor betydelse, för i dessa finns stora mängder organiskt material lagrat i form av torv, vilket leder till höga emissioner av metan just från dessa områden.



Olika fysiska faktorer, till exempel vattenmättnad i marken, temperatur och näringstillgång, har stor betydelse för hur mycket metan som bildas och avges, men denna avhandling undersöker betydelsen av ytterligare en faktor, nämligen kärlväxterna i ekosystemet. Med sina speciellt anpassade rotsystem ?sträcker sig? växterna ned i de torvlager där det mesta av metanet bildas och genom olika processer påverkas de metanbildande bakterierna av detta. Växterna fungerar bland annat som ett slags skorstenar som leder metan från marken upp i atmosfären. En annan effekt är att växterna avger - exuderar - olika lättnedbrytbara organiska komponenter, till exempel sockerarter och organiska syror, och dessa utnyttjas av bakterierna i marken som byggstenar till att bilda metan. Vissa resultat tyder på att olika växtarter påverkar metanbildningen i olika utsträckning, men sammanfattningsvis kan man säga att förekomsten av kärlväxter på en våtmark leder till att det bildas och avges mera metan än om ekosystemet skulle vara helt dominerat av enbart mossor. (Less)
Abstract
The studies presented in Papers I to VI illustrate several different aspects of the impact of vascular plants on methane emissions from northern natural wetlands. The subject has been approached on different scales, ranging from the study of microbial substrates in the vicinity of a single plant root, to an attempt to extrapolate some of the results to the entire northern hemisphere north of 50°N. The main overall conclusions from the papers are that vascular plants affect net methane emissions 1) by offering an efficient route of transport to the atmosphere so that methane oxidation in oxic surface soils is avoided, and 2) by being sources of methanogenic substrate.



The degree to which vascular wetland plants affect... (More)
The studies presented in Papers I to VI illustrate several different aspects of the impact of vascular plants on methane emissions from northern natural wetlands. The subject has been approached on different scales, ranging from the study of microbial substrates in the vicinity of a single plant root, to an attempt to extrapolate some of the results to the entire northern hemisphere north of 50°N. The main overall conclusions from the papers are that vascular plants affect net methane emissions 1) by offering an efficient route of transport to the atmosphere so that methane oxidation in oxic surface soils is avoided, and 2) by being sources of methanogenic substrate.



The degree to which vascular wetland plants affect methane emissions seems to be dependent on species-specific differences in both the capacity to act as gas conduits and the exudation of labile carbon compounds to the soil. An intimate coupling between vascular plant production and methane emission was found in an Arctic tundra wetland, although other environmental variables (water table, temperature) also contributed significantly to the explained variation in methane exchange. Studies of vascular plant exudation of organic acids suggest that the available pool of methanogenic substrates is both qualitatively and quantitatively correlated to vascular plant production (photosynthetic rate).



On global scales, vascular plant production as a single factor does not seem to be sufficient to explain the majority of variation in methane flux patterns. Based on comparable experiments at five different sites in the northewestern Eurasian and Greenlandic North, we suggest that mean seasonal soil temperature is the best predictor of methane exchange on broad spatial and temporal scales. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
opponent
  • Prof Crill, Patrick M.
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
aquatic ecology, marine biology, Hydrobiology, Växtekologi, Plant ecology, climate change, arctic wetlands, northern wetlands, plant-microbe interactions, methane emission, vascular plants, limnology, Marinbiologi, limnologi, akvatisk ekologi, Ecology, Ekologi
pages
140 pages
publisher
Department of Ecology, Lund University
defense location
The Ecology Building
defense date
2001-10-18 10:00
ISBN
91-7105-158-9
language
English
LU publication?
yes
id
36ec970e-be94-4658-af70-5af475384199 (old id 41744)
date added to LUP
2007-07-31 10:58:44
date last changed
2016-09-19 08:45:11
@phdthesis{36ec970e-be94-4658-af70-5af475384199,
  abstract     = {The studies presented in Papers I to VI illustrate several different aspects of the impact of vascular plants on methane emissions from northern natural wetlands. The subject has been approached on different scales, ranging from the study of microbial substrates in the vicinity of a single plant root, to an attempt to extrapolate some of the results to the entire northern hemisphere north of 50°N. The main overall conclusions from the papers are that vascular plants affect net methane emissions 1) by offering an efficient route of transport to the atmosphere so that methane oxidation in oxic surface soils is avoided, and 2) by being sources of methanogenic substrate.<br/><br>
<br/><br>
The degree to which vascular wetland plants affect methane emissions seems to be dependent on species-specific differences in both the capacity to act as gas conduits and the exudation of labile carbon compounds to the soil. An intimate coupling between vascular plant production and methane emission was found in an Arctic tundra wetland, although other environmental variables (water table, temperature) also contributed significantly to the explained variation in methane exchange. Studies of vascular plant exudation of organic acids suggest that the available pool of methanogenic substrates is both qualitatively and quantitatively correlated to vascular plant production (photosynthetic rate).<br/><br>
<br/><br>
On global scales, vascular plant production as a single factor does not seem to be sufficient to explain the majority of variation in methane flux patterns. Based on comparable experiments at five different sites in the northewestern Eurasian and Greenlandic North, we suggest that mean seasonal soil temperature is the best predictor of methane exchange on broad spatial and temporal scales.},
  author       = {Joabsson, Anna},
  isbn         = {91-7105-158-9},
  keyword      = {aquatic ecology,marine biology,Hydrobiology,Växtekologi,Plant ecology,climate change,arctic wetlands,northern wetlands,plant-microbe interactions,methane emission,vascular plants,limnology,Marinbiologi,limnologi,akvatisk ekologi,Ecology,Ekologi},
  language     = {eng},
  pages        = {140},
  publisher    = {Department of Ecology, Lund University},
  school       = {Lund University},
  title        = {Methane dynamics in northern wetlands: Significance of vascular plants},
  year         = {2001},
}