Freshwater wetlands as a biogeochemical archive: Temporal changes in climate and environmental records

Abstract

Rašeliniště pokrývají na zemském povrchu plochu o velikosti 4.106 km2 . Akumulace organické hmoty v rašeliništích během posledních 11 000 let je způsobena převahou rostlinné produkce nad rozkladem organické hmoty. Rašeliniště tvoří rezervoár organického uhlíku a zároveň jsou užitečným vědeckým nástrojem pro rekonstrukci historického znečištění atmosféry. První část disertace se zaměřuje na rašeliniště jako dynamický rezervoár uhlíku při předpovídané klimatické změně, která může ovlivnit uhlíkový cyklus a emise skleníkových plynů do atmosféry. Ke studiu byly použity tři různé metodické postupy - laboratorní inkubace rašelinných monolitů, transplantační experiment a měření toků plynu in situ. Pomocí laboratorních inkubací jsme studovali vliv zvýšené teploty, poklesu hladiny a kombinaci těchto parametrů na produkci skleníkových plynů z rašelinných vzorků mírného (Velké Dářko, VD, ČR) a boreálního (Stor Åmyran, SA, Švédsko) klimatického pásu. V současné době je potenciální produkce metanu z rašeliniště mírného pásu cca 14krát větší než z rašeliniště boreálního pásu (28 mg m-2 h-1 na VD a 2 mg m-2 h-1 na SA). Rašelinné vzorky z obou lokalit reagovaly různě na zvýšení teploty. Produkce metanu se díky změně teploty změnily devítinásobně. Postupný pokles vodní hladiny z 2 na 14 cm pod povrchem měl mnohem...

Worldwide, peatlands cover an area of 4.106 km2 . Plant primary production dominated over organic matter decomposition and enabled organic matter to accumulate during the last 11 000 years. Peatlands represent a reservoir of atmospheric carbon and they are a useful scientific tool for reconstructions of historical atmospheric pollution. The first part of the thesis focuses on peatlands as a dynamic carbon reservoir under predicted climate change that would influence carbon cycling and emissions of greenhouse gases into the atmosphere. Three methodological approaches were used - a mesocosm laboratory incubation, a transplant experiment and in situ gas flux measurements. The laboratory incubation studied the response of peat samples from temperate (Velké Dářko, Czech Republic) and boreal (Stor Åmyran, Sweden) zone to a temperature increase, water table decrease and their combination. Today, the warmer site exhibits ~14 times higher CH4 production potential than the colder site (28 mg m-2 hr-1 at VD, and 2 mg m-2 hr-1 at SA). Both sites respond differently to temperature increases. Changes in methane production were up to 9 fold due to different temperatures. A gradual decrease of water table level from 2 to 14 cm below the peat surface had a much stronger effect, VD exhibited a decrease in methane...