Jinnan Gong

Climatic sensitivity of hydrology and carbon exchanges in boreal peatland ecosystems, with implications on sustainable management of reed canary grass (Phalaris arundinacea, L.) on cutaway peatlands

Gong J. (2013). Climatic sensitivity of hydrology and carbon exchanges in boreal peatland ecosystems, with implications on sustainable management of reed canary grass (Phalaris arundinacea, L.) on cutaway peatlands. https://doi.org/10.14214/df.166

Tiivistelmä

Ilmastonmuutoksen vaikutus boreaalisten suoekosysteemien vesitalouteen ja kasvihuonekaasujen päästöihin sekä ruokohelven kasvuun tuotannosta vapautuneilla turvekentillä Väitöskirjatyössä tutkittiin, miten ilmastonmuutos vaikuttaa boreaalisten suoekosysteemien vesitalouteen ja kasvihuonekaasujen päästöihin sekä ruokohelven kasvuun tuotannosta vapautuneilla turvekentillä. Tätä varten laadittiin simulointimalleja, jotka kuvaavat kohosoiden ja aapasoiden hydrologisia olosuhteita ja niiden herkkyyttä ilmastotekijöiden vaihtelulle ja ilmastonmuutokseen (ilman hiilidioksidipitoisuuden ja lämpötilan kohoaminen sekä sadannan muuttuminen) Suomen eri osissa. Tehtyjen mallilaskelmien avulla arvioitiin miten ilmastonmuutos vaikuttaa luonnontilaisten ja turvetuotannosta vapautuneilta soilta tapahtuviin kasvihuonekaasupäästöihin sekä ruokohelven kasvuun tuotannosta vapautuneilla turvekentillä, ja miten ruokohelpeä voidaan tällaisissa olosuhteissa käyttää hyväksi ilmastonmuutoksen hillinnässä. Koko Suomen yli ulottuneet mallilaskelmat osoittivat, että luonnontilaisten soiden pohjaveden pinta voi laskea ilmaston lämmetessä sadannan lisääntymisestä huolimatta tämän vuosisadan loppuun mennessä verrattuna nykyilmastoon. Tämän seurauksena soiden merkitys hiilidioksidin sidonnassa vähenisi samalla, kun metaanipäästöt lisääntyisivät. Koko maan tasolla nämä muutokset vähentäisivät tuntuvasti luonnontilaisten soiden merkitystä ilmastonmuutoksen hillinnässä. Erityisesti maan etelä- ja länsiosissa suot voivat muuttua hiilen nieluista hiilen lähteiksi tämän vuosisadan loppupuolella. Tehdyt mallilaskelmat osoittivat myös, että ruokohelven kasvu on suuresti riippuvainen pintaturpeen kosteudesta. Tämän vuoksi ruokohelven kasvu tuotannosta vapautuneilla turvekentillä on herkkä suhteessa pohjavedenpinnan syvyyteen sekä sateiden määrään ja toistuvuuteen. Ilman hiilidioksidipitoisuuden ja lämpötilan kokoaminen voi lisätä ruokohelven kasvua tulevaisuudessa, mutta samanaikaisesti tapahtuva pohjavedenpinnan lasku ja pintaturpeen kuivuminen voivat vähentää tuntuvasti ruokohelven kasvua verrattuna potentiaaliseen kasvuun. Ruokohelpikasvuston kyky sitoa hiiltä oli tehtyjen mallilaskemien mukaan kuitenkin vielä tämän vuosisadan loppupuolella likimain yhtä suuri kuin vastaavan luonnontilaisen suokasvuston. Riittävän korkea pohjavedenpinta on avainasemassa pyrittäessä maksimoimaan ruokohelven kasvua tuotannosta vapautuneilla turvekentillä, olipa kysymyksessä nykyinen tai nykyistä lämpimämpi ilmasto.

Avainsanat
ilmastonmuutos; mallinnus; hiilen kierto; ruokohelpi; Suoekosysteemi; hydrologia

Julkaistu 12.9.2013

Katselukerrat 6410

Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.166 | Lataa PDF

Osajulkaisut

Gong J., Wang K., Kellomäki S., Zhang C., Martikainen P.J., Surpali N. 2012. Modeling water table changes in boreal peatlands of Finland under changing climate conditions. Ecological Modelling 244: 65-78

https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2012.06.031

Gong J., Kellomäki S., Wang K., Zhang C., Shurpali N., Martikainen P.J. 2013 Modeling CO2 and CH4 flux changes in pristine peatlands of Finland under changing climate conditions. Ecological Modelling 263: 64-80

https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2013.04.018

Gong J., Shurpali N., Kellomäki S., Wang K., Salam M.M., Martikainen P.J. 2013. High sensitivity of peat moisture content to seasonal climate in a cutaway peatland cultivated with a perennial crop (Phalaris arundinacea, L.): a modeling study. Agricultural and Forest Meteorology 180: 225-235

https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2013.06.012

Gong J., Kellomäki S., Shurpali N., Wang K., Salam M.M., Martikainen P.J. Climatic sensitivity of CO2 flux in a cutaway boreal peatland under cultivation of a perennial bioenergy crop (Phalaris arundinaceae, L.): beyond the diplotelmic modeling. Manuscript.

---