OPIS PROJEKTU
FORCE – FORecasting hydrological response, Carbon balance and Emissions from different types of mires in arctic-to-temperate zone transect in abrupt climatic change
Torfowiska pozostają najbardziej znaczącym lądowym zasobem węgla na świecie. Najnowsze wyniki badań wskazują, że wcześniejsze szacunki dotyczące ilości węgla zmagazynowanego w torfowiskach mogą być niedoszacowane nawet o 100%. Dominujące bezpośrednie czynniki wpływające na stan torfowisk wynikają z hydrologii, a mianowicie rodzaju (tj. zasilania wodami opadowymi lub gruntowymi) i ilości wody dostarczanej do torfowiska i usuwanej z tego systemu w wyniku naturalnego drenażu i ewapotranspiracji. Upośledzone procesy akumulacji torfu mogą skutkować dodatnim sprzężeniem zwrotnym emisji CO2 w odpowiedzi na dopływ bogatych w minerały wód gruntowych (wynikający z rozmarzania wiecznej zmarzliny i zwiększenia powierzchni zlewni torfowisk arktycznych) oraz zmiany bilansu wodnego (wynikające z niedoborów wody na torfowiskach strefy umiarkowanej i torfowiskach pochyłych). Projekt FORCE koncentruje się na weryfikacji hipotezy, że zmiany bilansu wodnego i bilansu węgla na różnych torfowiskach w transekcie od Arktyki do strefy umiarkowanej spowodowane ET i zmianami zlewni pozostają w dodatnim sprzężeniu zwrotnym z nagłymi zmianami klimatycznymi, co skutkuje oczekiwanym spadkiem akumulacji węgla na torfowiskach i zwiększoną emisją gazów cieplarnianych, której prawdopodobnie nie powstrzymają żadne środki zarządzania.
Aby zweryfikować tę hipotezę, sformułowaliśmy zestaw zadań badawczych ułożonych w formie pakietów roboczych (WP), opartych na ogólnej analizie kontekstu (WP1), modelowaniu przepływu wód podziemnych (WP3), estymacji parametrów Monte-Carlo i statystycznych technikach oceny ryzyka (WP4), analizach izotopowych wód podziemnych, wód powierzchniowych i roślinności oraz kwantyfikacji emisji (WP5), które zostaną zintegrowane w podejściu bayesowskim (WP6). Wszystkie działania badawcze opierają się na wynikach oryginalnych danych zebranych podczas szeregu zaplanowanych kampanii badawczych w terenie (WP2).
W ramach projektu:
- Planujemy ujawnić ilości CO2 transportowanego przez wody gruntowe do analizowanych torfowisk i sprawdzić, w jaki sposób prawdopodobna emisja CO2 z wód gruntowych na torfowiskach przyczynia się do całkowitej emisji CO2 z torfowisk,
- stworzymy modele przepływu wód podziemnych w celu ujawnienia pochodzenia wody zasilającej poszczególne obiekty i jej zmian w modelowanych scenariuszach nagłych zmian klimatycznych reprezentowanych jako zmienione parametry ET, P w procedurze Monte-Carlo,
- Ocenimy skład izotopowy wód podziemnych i powierzchniowych, aby potwierdzić pochodzenie wody zasilającej poszczególne strefy torfowiska i skalibrować modele przepływu wód podziemnych,
- Przeprowadzimy laboratoryjne oszacowanie składu izotopowego C, O i H w wodach gruntowych wraz z dokładną oceną stężeń i emisji CO2 i CH4 oraz wymiany ekosystemowej netto.
Integracja wyników opartych na szacunkach prawdopodobieństwa wystąpienia określonych presji hydrologicznych na torfowiska wraz z informacjami o współczesnych emisjach z badanych torfowisk pozwoli na ocenę prawdopodobieństwa wystąpienia sprzężeń zwrotnych określonych w głównej hipotezie projektu. Wyniki projektu FORCE prawdopodobnie wpłyną na globalną perspektywę potrzeby ochrony naturalnych torfowisk i rozważenia nagłych zmian klimatycznych jako wyzwania dla związanych z torfowiskami i wodą elementów cyklu węglowego. Jest prawdopodobne, że wiadomości wynikające z realizacji projektu FORCE wpłyną na międzynarodowe strategie ukierunkowane na promocję badań i ochrony torfowisk, umieszczając nowe wątki emisji i akumulacji węgla w kontekście zarządzania.
