Effects of microtopography to the emissions and carbon isotope ratios of methane at Siikaneva, a south boreal mire complex in Finland

Pohjoiset suot ovat merkittävä lähde ilmakehään päätyvälle metaanille. Metaani (CH4) on merkittävä kasvihuonekaasu ja sitä tuottavien reaktioiden ymmärtäminen on tärkeää muodostettaessa globaaleja metaanitaseita. Metaanin isotooppikoostumusta voidaan käyttää työkaluna tunnistamaan keskeisimmät metaania tuottavat reaktiot. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää mikrotopografian vaikutus metaanin kaasuvirtojen suuruuteen ja niiden isotooppikoostumukseen kahdella eri suotyypillä, ombrotofisella keidassuolla sekä minerotrofisella aapasuolla, jotka ovat osa Siikanevan suokompleksia. Lähtöoletuksena oli, että mikrotopografia selittää kaasuvirtojen vaihtelun suotyyppien eri pintatyypeillä. Lisäksi oletettiin, että metaanin isotooppikoostumus osoittaa vallitsevan metaania tuottavan prosessin eri pintatyypeillä. Oletuksena myös oli, että minerotrofisella aapasuolla isotooppitulokset heijastaisivat asetaattikäymisen suurempaa osuutta metaania tuottavana prosessina kuin ombrotrofisella keidassuolla. Metaanin kaasunäytteet kerättiin suljetun kammion menetelmällä, ja niistä analysoitiin kaasuvirrat ja hiilen stabiilien isotooppien koostumus. Tutkittavat pintatyypit olivat kuljut, välipinnat ja mättäät. Kammiomittausten lisäksi veden pinnan korkeus ja turpeen lämpötila mitattiin jokaiselta mitattavalta pinnalta. Puolen metrin syvyydestä kerättiin huokosvesinäytteitä DIC-analyysia varten. Näytteet kerättiin kuukauden välein kasvukaudella 2015. Tulokset osoittivat, että mikrotopografian vaikutus metaanin kaasuvirtoihin oli vain osittainen molemmilla suotyypeillä, sillä vain mättäät erottuivat muista pintatyypeistä selvästi pienemmillä päästöillä. Vedenpinnan tasolla ja turpeen lämpötilalla ei ollut kontrolloivaa vaikutusta kaasuvirtojen suuruuteen kummallakaan suotyypillä. Mikrotopografialla ei myöskään ollut selvää vaikutusta metaanin isotooppituloksiin, sillä vain keidassuon mättäät erottuivat selvästi muista pintatyypeistä korkeammilla hiilen isotooppiarvoilla. Toisin kuin metaanin kaasuvirroilla, isotooppituloksissa on havaittavissa selkeä kasvukauden aikainen muutostrendi. Vaikka vallitsevaa metaania tuottavaa prosessia ei pystytty selvittämään yksiselitteisesti, DIC-tulokset yhdessä kaasuvirtojen isotooppitulosten kanssa viittasivat aapasuon suosivan enemmän asetaattikäymistä kuin keidassuon, jonka tulokset osin viittasivat myös hiilidioksidin pelkistymiseen vallitsevana prosessina. Metaanin kaasuvirran isotooppikoostumuksen selvittäminen on toimiva, mutta yksinään riittämätön työkalu selvittämään vallitsevan metaania tuottavan prosessin. Kaasuvirtojen lisäksi tulisi tutkia eri syvyyksiltä huokosveteen liuenneet hiiliyhdisteet (CH4 ja DIC) ja niiden isotooppikoostumukset, jotta havaittaisiin vaihtelut turpeen syvyysprofiilissa ja pystyttäisiin rakentamaan kokonaiskuva metaanin tuottoon, kuljetukseen ja hapetukseen vaikuttavista prosesseista turpeen eri osissa ja eri pintatyypeillä.