Nowy sposób pomiaru emisji metanu z lasów
Metan jest drugim najważniejszym gazem cieplarnianym po dwutlenku węgla, ale ma większą zdolność zatrzymywania ciepła niż CO2. „W moim badaniu sprawdzamy, czy pnie lub pędy drzew są niedostrzeganym dotychczas źródłem metanu”, mówi Lukas Kohl, badacz zajmujący się realizacją projektu PaTreME w Instytucie Badań Atmosfery i Systemu Ziemi (INAR) na Uniwersytecie Helsińskim w Finlandii. Wiadomo, że w pewnych warunkach pogodowych gleby mogą pochłaniać i produkować metan. „Jednak nie jest to widoczne, gdy patrzymy na las jako całość”, dodaje Kohl, którego badanie prowadzone przy wsparciu programu działań „Maria Skłodowska-Curie” koncentrowało się na lasach fińskich, po kilku latach badań nad lasami kanadyjskimi. Jak wyjaśnia uczony, w wyniku kilku procesów w ziemi powstaje metan, który jest przenoszony przez łodygi roślin do ich powierzchnię. „Może być on wytwarzany przez mikroorganizmy żyjące wewnątrz roślin lub w wyniku reakcji nieangażujących mikroorganizmów, zachodzących w igłach, np. reakcji na światło ultrafioletowe”. Znajomość źródła metanu może pomóc w prognozowaniu jego ilości emitowanej przez dany las oraz jego zmian w zależności od różnych metod pozyskiwania drewna, co wpływa na globalny bilans gazów cieplarnianych. „Docelowo chcemy opracować modele, które będą dokładnie opisywać to zjawisko metodami matematycznymi”, mówi Kohl. „W przyszłości pomoże to w opracowaniu przyjaznych dla klimatu praktyk rolno-leśnych, które będą korzystniejsze dla globalnej emisji metanu i dla różnorodności biologicznej”, tłumaczy.
Zbieranie metanu z drzew
Zespół, pracujący czasem w ramach większego projektu finansowanego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych o nazwie MEMETRE, opracował nowy sposób zbierania metanu, ponieważ inne metody nie pozwalały na otrzymywanie z pędów drzew wystarczającej ilości gazu do analizy. „Umieściliśmy plastikową komorę wokół pędu drzewa i monitorowaliśmy, jak zmienia się ilość metanu w komorze na przestrzeni czasu”, tłumaczy Kohl. Nie jest to jednak takie proste, jak się wydaje. Umieszczenie igieł w komorze powoduje zmianę ich środowiska. „W efekcie cały dwutlenek węgla ulega zużyciu. W procesie fotosyntezy roślina uwalnia dużo wody, która może skraplać się na ścianach komory, a to z kolei powoduje jej nagrzewanie się”. „Dlatego zbudowaliśmy system pomiarowy, który może automatycznie uzupełniać dwutlenek węgla, schładza system i usuwa nadmiar wody oraz automatycznie wykonuje pomiary”. „W komorach trzymamy sześć pędów z sześciu różnych drzew i jesteśmy w stanie automatycznie mierzyć strumień metanu z igieł do powietrza każdego z nich co godzinę lub dwie, nawet w nocy”, dodaje Kohl, wskazując, że metoda ta stosowana jest po raz pierwszy. Aby rozróżnić źródła metanu, powietrze jest wielokrotnie przetaczane między komorą a analizatorem komputerowym. Pomiary są następnie łączone z laboratoryjną analizą stabilnych izotopów i śladów chemicznych, a także modelami biochemicznymi mikroorganizmów.
Bezpośredni wpływ światła na emisje
Większość danych jest nadal przetwarzanych. „Obserwujemy emisję metanu po wschodzie słońca lub włączeniu oświetlenia w szklarni, natomiast zanika ona niemal natychmiast po zapadnięciu ciemności”, zauważa Kohl, wskazując, że produkcja metanu jest prawdopodobnie wynikiem reakcji świetlnej, niezależnej od mikroorganizmów w glebie. Aby udoskonalić tę metodę, oprócz pędów drzew, które dostarczają jedynie niewielkich ilości gazu do analizy, zespół pracował z pojedynczymi pędami traw na torfowiskach, które emitują znacznie więcej metanu. „Teraz staramy się wyjść z tymi badaniami w teren”, mówi Kohl, zauważając przy tym, że utrzymanie igieł w środowisku zbliżonym do naturalnego jest trudne.
Słowa kluczowe
PaTreME, lasy borealne, leśnictwo, metan, gazy cieplarniane, fotosynteza, igły
