Gräben und Kanäle sind eine große und doch übersehene Quelle für Treibhausgasemissionen – neue Studie
Es ist ein kalter Wintermorgen in den trostlosen und bloßen Ackerfeldern der ostanglischen Fenster. Am Rand eines Feldes taucht ein Wissenschaftler einen langen Pol in einen Graben ein. Also, was macht ein Klimaforscher hier?
Wir messen die Treibhausgasemissionen aus Gräben und Kanälen, indem wir Proben von Grabenwasser sammeln und im Labor analysieren. Wir verwenden auch Floating Chambers-eine Low-Tech-Kreation (manchmal mit High-Tech-Sensoren gekoppelt) aus einem Plastikeimer und nudelförmigen Schwimmschwimmer, die auf dem Wasser sitzen und die daraus emittierten Gase sammeln.
Als Süßwasserbiogeochemiker untersuchen wir, wie Elemente wie Kohlenstoff und Stickstoff durch Süßwasserökosysteme wie Flüsse, Seen und Teiche gefahren werden. Wir untersuchen, wie durch Menschen induzierte Drucke einschließlich Eutrophierung-wenn überschüssige Nährstoffe Algenblüten verursachen, die Sauerstoff erschöpfen-und der Klimawandel diese Zyklen beeinflusst.
Im Gegensatz zu vielen anderen Wissenschaftlern haben wir eine Vorliebe für Gräben und Kanäle (wir werden sie von nun an alle Gräben nennen), die in der Welt der Süßwasserforschung nicht viel Aufmerksamkeit erhalten.
Die Forscher haben zuvor berechnet, dass Gräben bis zu 3% der globalen Methanemissionen aus menschlichen Aktivitäten ausstrahlen. In unserer neuen Studie stellen wir fest, dass sie auch viel Co₂- und Lachgasoxid abgeben.
Tatsächlich emittieren Gräben beim Vergleich der gleichen Oberfläche mehr Co₂- und Lachgas -Oxid als Teiche, Seen und Reservoire – wahrscheinlich aufgrund der hohen Nährstoffeingaben, die in Gräben eingehen.
Mit einer groben Annäherung an die globale Oberfläche von Gräben schätzen wir, dass die Einbeziehung von Gräben die globalen Süßwasser -CO₂ -Emissionen um bis zu 1% und Lachgasemissionen um bis zu 9% erhöhen würde.
Diese Prozentsätze mögen klein erscheinen, aber sie summieren sich. Bei aller drei Treibhausgase werden die Gräben der Welt 333TG Co₂e (Teragramme der Co₂ -Äquivalente – eine gemeinsame Einheit, um die gesamten Klimawirkung aller Treibhausgase auszudrücken). Dies entspricht fast den britischen Treibhausgasemissionen in Großbritannien im Jahr 2023 (379TG CO₂E).
Für diese Studie haben wir mit Ditch -Experten aus Großbritannien, Niederlanden, Dänemark, Australien und China zusammengearbeitet. Wir haben vorhandene Daten zu Treibhausgasemissionen aus 119 Gräben in 23 verschiedenen Ländern in allen wichtigen Klimazonen gesammelt.
Wir haben geschätzt, dass globale Gräben etwa 5.353.000 Hektar abdecken – etwa 22% der gesamten Landfläche Großbritanniens oder die gesamte Costa Rica. Forscher kennen jedoch immer noch nicht definitiv das globale Ausmaß der Gräben – sie können tatsächlich einen viel größeren Bereich abdecken.
Gräben sind von Menschen hergestellte, lineare Wasserstraßen, die für eine Vielzahl von Zwecken gebaut wurden. Durch die Entwässerung von Feuchtgebieten können sie dazu beitragen, produktive Böden für den Anbau von Pflanzen oder Bäumen zu schaffen.
Sie transportieren auch Wasser zur Bewässerung von Pflanzen. Einige sind gebaut, um wünschenswerte Eigenschaften am Wasser zu schaffen. Größere Kanäle spielen eine Rolle bei der Schifffahrt und im Transport, während Straßengräben zur Umverteilung von Regenwasserabflüssen dienen.
Die globale Länge der Gräben ist unbekannt, aber sehr groß. In vielen europäischen Ländern konkurriert die Gesamtgrabenlänge mit den ihrer Ströme und Flüsse. Die Niederlande haben 300.000 km Gräben, kreuzten landwirtschaftlich. In Finnland läuft die Netzwerke der Forstwirtschaft insgesamt rund 1 Million km.
Gräben können große Mengen an Treibhausgasen (CO₂, Methan und Lachgas) absenden, die zur globalen Erwärmung und zur globalen Erwärmung und zur Klimawandel beitragen. Gräben enthalten häufig stagnierendes Wasser und treten häufig in landwirtschaftlichen und städtischen Landschaften vor, was bedeutet, dass sie hohe Nährstoffeinträge aus landwirtschaftlichen Abflüssen erhalten können, die Dünger und Dünger enthalten, sowie aus Regenwasserabflüssen mit Rasendünger, Haustier und Gartenabfällen.
Dies schafft die Bedingungen mit niedriger Sauerstoff, die für die Herstellung von Treibhausgasen ideal, insbesondere Methan- und Lachgas-Oxid, deren globale Erwärmungspotentiale viel höher sind als Co₂. Angesichts ihres Ausmaßes leisten Gräben in vielen Ländern auf der ganzen Welt einen bemerkenswerten Beitrag zu Süßwasser -Treibhausgasbudgets.
Zaun, Pflanzen und Bagger
Durch die Berücksichtigung von Gräben bei der Meldung ihrer jährlichen Treibhausgasemissionen können Nationen ein genaueres Bild des Problems aufbauen. Eine ordnungsgemäße Quantifizierung kann den Forschern auch dabei helfen, Wege zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen aus Gräben abzubauen. Zum Beispiel kann eine stärkere Gesetzgebung den Einsatz von Düngemitteln und Dünger in der Nähe von Gräben einschränken.
In Australien hat die Installation von Zäunen zur Verhinderung von Rindern, den Eintritt in landwirtschaftliche Dämme, die Methanemissionen durch Dämme um die Hälfte verringert. Eine ähnliche Strategie könnte auf Gräben angewendet werden, um die Menge an nährstoffreichen Dünger zu minimieren, die in sie fließen.
Das Pflanzen von mehr Bäumen entlang der Grabenbänke könnte dazu beitragen, einige Nährstoffe und niedrigere Wassertemperaturen durch Schattierung aufzunehmen, was auch die Treibhausgasproduktion verringert. Baggergräben können nährstoffreiche Sedimente entfernen, während das Wasser-Gräbenwasser die Bedingungen für die Herstellung von Methan weniger ideal machen kann.
Es gibt also Lösungen – aber sie werden nur angewendet und skaliert, sobald die Bedeutung von Emissionen aus Gräben quantifiziert und weit verbreitet ist.
Teresa Silverthorn, Postdoktorand, Universität Liverpool und Mike Peacock, Dozent für biogeochemische Zyklen, School of Environmental Sciences, Universität Liverpool
