Tundra meets atmosphere : Seasonal dynamics of trace gas exchange in the High Arctic

Sammanfattning: Arktiska miljöer har de senaste decennierna upplevt en stark temperaturökning, vilket påverkar tundrans kolcykel.Smältande permafrost, minskande snötäcke och förändringar i hydrologiska mönster är exempel på pågående processer som förändrar samspelet mellan mark och atmosfär samt ekosystemens säsongsdynamik.Då ett antal av dessa processer involverar utbyte av växthusgaser, såsom spårgaserna metan (CH4) och koldioxid (CO2), finns en möjlighet att dessa samspel har återkopplingar på klimatet.Påverkan dessa återkopplingar skulle kunna ha på det globala klimatet är för tillfället inte speciellt välkänd på grund av bristande kunskap om de grundläggande processerna.En orsak till detta problem är brist på direkta, kontinuerliga och jämförbara flödesmätningar av CH4 och CO2 på den arktiska tundran.De relativt avlägsna och hårda miljöförhållandena samt de låga gasflöden som dominerar dessa miljöer under större delen av året ställer stora tekniska utmaningar på flödesmätningar, som annars har visats fungera väl på lägre breddgrader.Syftet med den här studien är därför både att fördjupa den nuvarande kunskapen om spårgasflöden och förbättra de allmänna teknikerna för att mäta dessa gasflöden.De två huvudsakliga fältstationerna för den här studien ligger på myrområden med permafrost i Adventdalen, Svalbard och i Zackenberg, Nordöstra Grönland.Det finns tydliga skillnader mellan de processer som styr spårgasutbytet för dessa områden över året: Den snöfria säsongen karaktäriseras av höga utsläpp av CH4, som tycks följa ett förutsägbart spatialt och temporalt mönster.Under växtsäsongen ger fotosyntes och respiration upphov till stora svängningar i nettoekosystemutbytet av CO2.På hösten när marken fryser kan de högsta utsläppen från markens gasförråd förekomma, troligtvis genom fysikaliska mekanismer som uppträder i samband med att marken fryser.Under vinter och vår upprätthålls en låg mikrobiell aktivitet i marken, även om gastransporten genom den frusna marken är relativt låg. Trots detta visar snötäckets gaskoncentrationer jämna utsläpp av CH4 och CO2 från marken.Vid snösmältningen sker utsläpp av snötäckets och markens gasförråd samtidigt som den biologiska aktiviteten ökar snabbt. De översvämmade och heterogena våtmarkerna gör representativa uppskattningar av flöden mycket svåra under denna tid på året.Den mångfald av processer som styr flödesdynamiken på de två platserna exemplifierar komplexiteten och möjligheterna i att förutsäga sårbarhet och resiliens hos den arktiska tundran i ett förändrat klimat.