Pohjoisten puuttomien soiden funktionaaliset kasviryhmät ja niiden vaikutus hiilenkiertoon

Abstract

Pohjoiset suot peittävät maapallon pinta-alasta vain noin 3 % mutta varastoivat kolmasosan (500 Gt) maapallon hiilestä. Suot toimivat hiilidioksidin nieluina, koska kylmät, kosteat ja hapettomat olosuhteet hidastavat kasvikarikkeen hajotusta, mikä edistää turpeen kerrostumista. Samat olosuhteet ylläpitävät hiilidioksidia 25-kertaa voimakkaamman kasvihuonekaasun, metaanin, tuottamista. Suon kasviyhteisössä hallitsevat funktionaaliset kasviryhmät säätelevät soiden hiilenkierron prosesseja.

Tutkielmassa tarkastelen pohjoisten puuttomien soiden tyypillisiä funktionaalisia kasviryhmiä — sammalia, varpuja, saroja, heiniä ja ruohoja — sekä sitä, miten kasvien eri ominaisuudet vaikuttavat suon hiilidioksidi- ja metaanivuohon. Lisäksi tarkastelen, miten ympäristönmuutokset, kuten ilmastonmuutoksen aiheuttama lämpötilan nousu, voivat vaikuttaa suokasvillisuuteen ja sitä kautta suon kykyyn toimia hiilinieluna.

Funktionaaliset kasviryhmät vaikuttavat suon hiilidioksidivuohon suoraan yhteyttämällä ja hengittämällä sekä epäsuorasti erittämällä hiiliyhdisteitä. Sarat ja ruohot, joilla on korkeampi tuottavuus, sitovat enemmän hiiltä, mutta toisaalta vapauttavat yleensä enemmän juurieritteitä ja tuottavat helposti hajotettavaa kariketta, jotka kiihdyttävät hajotusta ja hiilidioksidin vapautumista turpeesta verrattuna rahkasammaliin ja varpuihin.

Juurieritteet ovat helposti hajotettavia yhdisteitä ja edistävät metaanin muodostumista turpeen syvemmissä hapettomissa kerroksissa. Kasveista erityisesti syväjuuriset sarakasvit voivat lisätä metaanin vapautumista kuljettamalla metaania juurten, varren ja lehtien kautta ilmakehään, jolloin metaani ei muutu hiilidioksidiksi turpeen hapekkaassa kerroksessa. Toisaalta metaania kuljettavat kasvit lisäävät myös hapen kulkeutumista turpeeseen, mikä voi lisätä metaanin hapettumista hiilidioksidiksi ja rajoittaa näin suon metaanipäästöjä.

Hiilen sitoutumisen ja vapautumisen välinen tasapaino on herkkä ja ihmistoiminnan aiheuttamien muutosten, kuten ilmaston lämpenemisen, voidaan odottaa vaikuttavan funktionaalisten kasviryhmien toimintaan ja näin soiden hiilinieluun lähitulevaisuudessa. Korkeamman vuotuisen lämpötilan ja kasvukauden pitenemisen on ennustettu lisäävän pohjoisilla soilla putkilokasveja sammalten kustannuksella, mikä on huolestuttavaa soiden hiilenkierron kannalta ottaen huomioon rahkasammalten merkityksen hiilensidonnassa.