Nieuwe methode voorspelt methaanemissies uit boreale-Arctische moerassen beter

Nieuwe methode voorspelt methaanemissies uit boreale-Arctische wetlands

Met de toenemende klimaatverandering en de daarbij horende methaanemissies uit boreale-Arctische wetlands en meren, die uitbreiden door de dooi van permafrost, hebben onderzoekers van de Universiteit van Alberta een nieuwe methode ontwikkeld om de huidige en toekomstige emissies te schatten.

De studie, gepubliceerd in Nature Climate Change, maakt gebruik van een innovatieve benadering om toekomstige methaanemissies te schatten. Hierbij worden zowel de directe effecten van opwarming, zoals langere zomers en verhoogde microbiële activiteit, als de effecten van permafrostdooi in overweging genomen. Deze dooi creëert nieuwe, vaak hoog-emissieve wetlands en meren na het instorten van het landschap.

Dit onderzoek is een van de eerste die emissies van zowel wetlands als meren in een geïntegreerd kader beschouwt. Dit voorkomt fouten die ontstaan wanneer ze afzonderlijk worden gemodelleerd. De uitgebreide nieuwe methode vertegenwoordigt een belangrijke stap voorwaarts in het modeleren en beter begrijpen van hoe deze emissies kunnen toenemen in een opwarmend klimaat, aldus wetenschapper McKenzie Kuhn, die de studie leidde ter voorbereiding op zijn promotie in Land- en Waterbeheer aan de Faculteit Landbouw-, Levens- en Milieuwetenschappen (ALES).

“Het is een belangrijk hulpmiddel dat ons zal helpen om emissiereductiedoelen nauwkeuriger vast te stellen. Hoewel we natuurlijke methaanemissies niet kunnen stoppen, helpt het begrijpen van hun omvang en respons ons beter te informeren over hoeveel we de menselijke methaanemissies moeten verminderen om klimaatopwarming tegen te gaan,” zegt Kuhn.

Om hun verbeterde modelbenadering te creëren, hebben Kuhn, co-auteur David Olefeldt, een professor aan ALES, en een internationaal onderzoeksteam gegevens verzameld uit 189 eerdere studies. Deze studies vertegenwoordigen tientallen jaren aan veldonderzoek naar methaanemissies uit wetlands en meren.

De studies dateren uit de jaren ’70 en omvatten in totaal 1.800 locaties wereldwijd. De enorme hoeveelheid informatie over methaanemissies werd vervolgens samengevoegd met de Boreal–Arctic Wetland and Lake Dataset, een kaart die enkele jaren geleden werd ontwikkeld door Kuhn, Olefeldt en andere onderzoekers om dergelijke emissies te modelleren.

De nieuwe methode onderscheidt verschillende klassen van wetlands en meren en houdt rekening met hun verschillende methaanemissies. Dit pakt een “belangrijke tekortkoming” aan van eerdere benaderingen, waarbij werd aangenomen dat alle wetlands dezelfde emissies hebben, zegt Olefeldt.

“Het samenvoegen van beide datasets was cruciaal, omdat verschillende soorten wetlands en meren zeer verschillende methaanemissies hebben.” Bijvoorbeeld, drogere types wetlands kunnen zeer lage methaanemissies hebben, terwijl andere met dooiende bodems veel hogere emissies vertonen. Evenzo hebben sommige meren, zoals die op het Canadese schild, doorgaans zeer lage emissies, terwijl kleinere vijvers in veengebieden of toendra-gebieden met snelle dooi veel hogere emissies hebben.

“Onze studie toont aan dat een betere representatie van onderscheidende klassen van wetlands en meren onze mogelijkheid om boreale-Arctische methaanemissies te modelleren aanzienlijk verbetert.”

De onderzoekers ontdekten dat de netto jaarlijkse circumpolaire methaanemissie van 1988 tot 2019 20 tot 40% lager was dan eerdere schattingen. Hun nieuwe benadering karakteriseerde verschillende soorten wetlands en meren nauwkeuriger, inclusief lagere-emissieve omgevingen zoals permafrostmoerassen, gewone moerassen en gletsjermeren.

Deze schattingen zijn belangrijk bij het vergelijken met eerdere projecties die over het algemeen hogere emissies hebben opgeleverd, en bij het bekijken van de wereldwijde methaanbalans. De studie concludeert dat de huidige boreale-Arctische methaanemissies zo’n 26 miljoen ton per jaar bedragen, of ongeveer 15% van de wereldwijde methaanemissies uit wetlands en meren.

“Dit helpt ons om methaan in de atmosfeer nauwkeuriger toe te wijzen aan de juiste bronnen en helpt ons beter te begrijpen welke rol ze spelen in de wereldwijde methaanbalans,” zegt Kuhn.

De meer gerichte benadering stelde de onderzoekers ook in staat om voor het eerst scenario’s in overweging te nemen waarbij de dooi van permafrost leidt tot overgangen van het ene type wetland of meer naar het andere, en dit te vergelijken met het directe effect van klimaatopwarming.

De studie voorspelt dat onder een gematigd opwarmingsscenario, deze methaanemissies tegen het jaar 2100 met ongeveer 31% kunnen toenemen, voornamelijk gedreven door stijgende temperaturen, in plaats van de dooi van permafrost.

De onderzoekers benadrukken dat methaanemissies uit de boreale-Arctische regio bijzonder gevoelig zijn voor klimaatverandering, gezien de gecombineerde effecten van opwarming en dooi. “Dit betekent dat klimaatopwarming de methaanemissies uit de regio aanzienlijk zou kunnen verhogen en in de toekomst een grotere bron van wereldwijde methaanemissies zou kunnen worden,” merkt Kuhn op.

Dichter bij huis heeft Canada een groot aandeel van de wereldwijde boreale-Arctische wetlands, inclusief twee belangrijke veengebieden, de Hudson Bay Laaglanden en het Mackenzie Rivierbekken. De studie biedt waardevolle inzichten in hoe methaanemissies uit deze gebieden zullen veranderen door klimaatopwarming en de dooi van permafrost, aldus Olefeldt.

“Die informatie is cruciaal bij het vaststellen van wereldwijde en nationale doelstellingen voor broeikasgasemissies, aangezien er een risico bestaat om klimaatdoelstellingen te overschrijden als je geen rekening houdt met stijgende methaanemissies uit wetlands en meren. Als dat gebeurt, zou Canada de menselijke emissies van broeikasgassen nog verder moeten verminderen dan onze huidige nationale doelen, om te voorkomen dat we boven het doel van 1,5 °C dat is vastgesteld in de Overeenkomst van Parijs uitkomen,” merkt hij op.