Accounting for plankton metabolism in the carbon cycle of lakes

Project: Research

Description

The Earth’s surface waters have long been thought to perform a vital ecosystem service by absorbing atmospheric carbon dioxide (CO2), but inland waters in fact release 1-2 billion tons of C each year as CO2. Concerns have been raised that these emissions are in part due to human disturbance, as most types of land uses leak reactive dissolved organic carbon (DOC) into freshwaters. However, the contributions to the emitted CO2 by plankton communities that degrade such DOC remain unresolved. This work uses a new measurement technique to unravel the true role of freshwater planktons in the carbon cycle. Aims are to: (1) Disentangle the role of the plankton community from other CO2-releasing processes in aquatic ecosystems, by using novel automated chambers to directly measure planktonic metabolism; (2) Constrain the critical parameter RQ (respiratory quotient; CO2 per unit O2 use), known to vary widely yet assumed to be fixed around 1 by current models. The overall goal is to provide improved estimates of the quantitative role that freshwater plankton communities play in the carbon cycle of different types of lakes. More importantly, the project may contribute to a break-through in the mechanistic understanding of the substantial greenhouse gas emissions that result from anthropogenic DOC loading.

Layman's description

Man har länge trott att jordens ytvatten utför en viktig ekosystemtjänst genom att absorbera atmosfärisk koldioxid (CO2), men insjöar och andra sötvatten frigör 1-2 miljarder ton C i form av koldioxid varje år. Dessa utsläpp kan delvis orsakas av mänskliga störningar, då de flesta typer av markanvändning läcker reaktivt organiskt kol till sötvatten. Dock finns en stor kunskapsbrist om hur planktonlevande organismer bidrar till CO2 genom att bryta ned dessa organiska ämnen. Det här projektet använder innovativa mätmetoder för att testa nya idéer och klargöra den verkliga betydelse som sötvattensplankton har i kolets kretslopp. Målen är att: (1) Avgöra planktonsamhällenas roll för upptag och frigörande av CO2 med hjälp av nya automatiserade undervattenskammare som direkt mäter planktonmetabolism; (2) Bestämma den kritiska parametern RQ (respirationskvot: CO2 som frigörs per konsumerad O2). RQ är känd för att variera kraftigt, men dagens modeller gör antagandet att RQ = 1. Genom att genomföra studierna i vida spridda sjöar från norr till söder i Sverige så ges kraftigt förbättrade skattningar av den kvantitativa roll som sötvattensplanktonsamhällen spelar i kolets kretslopp. Projektet kan bidra till ett genombrott för förståelsen av de utsläpp av växthusgaser som blir följden av människans utsläpp av organiskt material till vatten.
StatusActive
Effective start/end date2016/08/152018/12/31

Participants

Related research output

Münzner, K. & Martin Berggren, 2018 1 p.

Research output: Contribution to conferenceAbstract

View all (1)