Hydrological changes in subarctic Russian peatlands during the last millennia due to climate change
| Title: | Hydrological changes in subarctic Russian peatlands during the last millennia due to climate change |
| Author(s): | Boxström, Agneta |
| Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences |
| Degree program: | Master's Programme in Environmental Change and Global Sustainability |
| Specialisation: | Environmental Change |
| Language: | English |
| Acceptance year: | 2021 |
| Abstract: |
Abstract: Northern boreal peatlands form one of the biggest carbon pools in the biosphere, thus having great potential to cause major changes to the global carbon cycle. The ongoing recent warming may affect the carbon dynamics though factors, such as, vegetation, hydrology and permafrost balance. As the future is still uncertain there are no definitive answers on how the peatlands will react in the future. Fortunately, moisture sensitive organisms such as, bryophytes and testate amoeba is preserved in the peat and can therefore be used to reconstruct past climatic shifts.
In this thesis I studied palaeohydrology and peat accumulation over the last two millennia, from three peat cores originating in a permafrost peatland in Rogovaya, Russia. I used testate amoeba as a proxy of past moisture conditions and plotted the taxa composition of each core against 14C and 210Pb dated samples, to reconstruct past moisture shifts. The results were also supplemented by plant macrofossil and carbon accumulation data for more robust results.
Of the three cores, Rog11 provided the oldest testate amoeba dataset by reaching the Dark Ages Cold Period. During this period there were indications of dry moisture conditions followed by a wet Medieval Warm Period. The Little Ice Age gave indications of a drying trend, while toward the end of the LIA Rog8 indicated opposite moisture conditions. From the end of the LIA onwards a general trend of drying and increased carbon accumulated is noted. Yet, during the last decade the trend has turned. The wet shift might indicate that the threshold for the peatland has been reached and the amount of melting permafrost has exceeded the evapotranspiration rate.
As a conclusion my result indicates that the dynamics of both hydrology and carbon are complicated processes affected by both autogenic and allogenic factors, therefore causing large variability even on a local scale. The absence of widely spread observations of the most recent wet shift also indicates that the response of the peatland to the recent warming might be unequal. To rectify this situation, continued research is crucial, so that we can increase our understanding of climate-peatland interactions.
Sammandrag: De boreala och arktiska torvmarkerna utgör tillsammans en av de största kolreservoarerna i biosfären, vilket leder till att deras potentiella inverkan på det globala kolkretsloppet är stort. Den antropogena klimatförändringen kan påverka kolets kretslopp genom olika faktorer, såsom vegetation, hydrologi och permafrostdynamik. Den oförutsägbara framtiden orsakar bristfällig kunskap om hur torvmarkerna kommer att utvecklas i framtiden. Fuktkänsliga organismer såsom mossor och testate amoebae lagras i torven, och genom att studera dem kan man rekonstruera forna klimatförändringar, vilket bidrar till ökad kunskap om pågående klimatförändringen.
I den här avhandlingen har jag studerat förändringar i de paleohydrologiska förhållandena och ansamlingstaken av kol för de senaste två millennierna i en torvmark i Rogovaya, Ryssland. Jag använde testate amoeba som en indikatorart för fuktighetsförhållandena och kombinerade dessa resultat med daterade torvsampel (14C och 210Pb), för att rekonstruera de forna variationerna i klimatet. Växt makrofossil och kolansamlingsdata inkluderades för att få mer omfattande resultat.
Av de tre insamlade torvpelarna, som studerades i denna avhandling, bidrog Rog11 med data som daterades till tidig medeltid, därmed det äldsta samplet. Under den här tidsperioden antyder resultaten att förhållandena varit relativt torra med påföljande våta förhållanden under den medeltida värmeperioden. Under den lilla istiden börjar det torka upp igen men mot slutet kan man se motsatta antydningar i data för de andra samplen. Efter den lilla istiden inleds en period som markeras av en klar trend av upptorkning och en ökad ansamlingstakt av kol. Denna trend har dock svängt under det senaste årtiondet. Förändringen i trenden från torrt till våt kan antyda att torvmarkens tröskelvärde har nåtts och att smälttaketen för permafrosten har blivit snabbare än evapotranspirationen.
Mina resultat antyder att dynamiken för både hydrologin och kolbalansen är komplexa processer och de påverkas av både inre och yttre faktorer, vilket även orsakar variationer på en lokalnivå. Bristen på geografiskt välutbredda observationer av den senaste trenden mot fuktigare förhållanden antyder att torvmarkens respons till den senaste klimatförändringen inte är likadan överallt. Fortsatt forskning är viktig för att förbättra vår kunskap om interaktioner mellan klimatet och torvmarkerna.
|
| Keyword(s): | peatlands climate change testate amoeba proxy carbon dynamics |
Files in this item
| Files | Size | Format | View |
|---|---|---|---|
| Boxstrom_Agneta_Master's_thesis_2021.pdf | 2.340Mb |