Effects of permafrost thaw on the global nitrogen cycle: the role of thermokarst systems

Opis projektu

Znaczenie termokrasu gleb wiecznej zmarzliny w globalnym obiegu azotu

Globalne zmiany wpływają na klimat regionów arktycznych, w których temperatury rosną szybciej niż w jakimkolwiek innym miejscu na Ziemi. Na obszarach tych znajdują się ogromne ilości materii organicznej magazynowanej w glebach wiecznej zmarzliny, których topnienie wiąże się z szybkim uwalnianiem składników odżywczych i gazów cieplarnianych. Topnienie wywołuje gwałtowne procesy termokrasowe, co prowadzi do zapadania się powierzchni gruntu oraz do tworzenia ekosystemów (stawów i jezior), w których panują warunki beztlenowe sprzyjające aktywności mikrobiologicznej. Nasilenie topnienia wiecznej zmarzliny i procesów termokrasowych w wyniku dalszego ocieplania Arktyki spowoduje uwolnienie do środowiska rozpuszczalnego azotu, co pobudzi rozkładanie materii organicznej przez mikroby. Zespół finansowanego ze środków UE projektu NITROKARST zbada mechanizmy leżące u podstaw obiegu azotu w układach termokrasowych, analizując, jak szlaki mikrobiologiczne przyspieszają przekształcanie azotu oraz jak topnienie wpływa na przebieg tych procesów.

Cel

Global change leads modifications in climate on Arctic regions, where temperatures have risen faster than in any other region on Earth. Those regions store vast amounts of soil organic matter (SOM) in permafrost soils, covering ~25% of terrestrial surface. When they thaw, it leads to rapid release of nutrients and greenhouse gases (GHG). So far, many studies have addressed the importance of permafrost thaw in the carbon cycle. However, little attention has been paid to the nitrogen (N) cycle, despite nitrous oxide (N2O) is a powerful GHG, an ozone-depleting agent and may create an unaccounted permafrost-climate feedback.

Permafrost with low ice content suffers a gradual top-down thawing process during seasonal freeze-thaw period. However, thaw of ice-rich permafrost results in thermokarst processes, which occur abruptly and lead to ground surface collapse. Its widespread occurrence affects large areas (~40% of the northern permafrost region) contributing to develop ecosystems like ponds and lakes. In such ecosystems, the presence of anaerobic environments enhances microbial activity. As Arctic warms, permafrost thaw and thermokarst processes will increase, releasing soluble N into the environment and enhancing microbial decomposition of SOM.

Hence, mineralization, nitrification and denitrification rates are expected to increase, and thus, N2O emissions to the atmosphere. Unfortunately, the impact of permafrost thaw on N cycling remains understudied, and almost unknown in thermokarst systems.
NITROKARST will explore the underlying mechanisms of the N cycle in thermokarst systems, looking at how microbial pathways promote N transformation and how thawing controls the operation of these processes. N cycling will be studied along a thermokarst transect by combining isotope tracing, metagenomics and microcosm incubations. This multidisciplinary approach will increase our knowledge about the importance of thermokarst-affected permafrost soils in the global N cycle.

Dziedzina nauki

natural sciencesbiological sciencesecologyecosystems

Słowa kluczowe

Program(-y)

Koordynator

UNIVERSITAT WIEN

Wkład UE netto

€ 174 167,04

Adres

UNIVERSITATSRING 1
1010 Wien
Austria

Region

Ostösterreich Wien Wien

Rodzaj działalności

Higher or Secondary Education Establishments

Linki

Kontakt z organizacją Strona internetowa

Uczestnictwo w unijnych programach w zakresie badań i innowacji

sieć współpracy HORIZON

Koszt całkowity

€ 174 167,04

Opis projektu

Znaczenie termokrasu gleb wiecznej zmarzliny w globalnym obiegu azotu

Cel

Dziedzina nauki

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

Zaproszenie do składania wniosków

System finansowania

Koordynator

Udostępnij tę stronę

Pobierz