Carbon sequestration and storage capacity of urban park soils in the city of Helsinki as influenced by vegetation type and park size
| Title: | Carbon sequestration and storage capacity of urban park soils in the city of Helsinki as influenced by vegetation type and park size |
| Author(s): | Liljebäck, Petra |
| 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: | 2023 |
| Abstract: |
Ilmastonmuutos aiheuttaa ekosysteemeille ja ihmisen hyvinvoinnille lukuisia uhkia: maaperään ja kasvillisuuteen kohdistuvat häiriöt ovat hyvin tunnettuja. Maaperään on sitoutuneena suurin osa maanpäällisestä hiilestä ja kaupunkipuistot, erityisesti viileässä ilmastossa, pystyvät sitomaan maaperäänsä merkittävän määrän hiiltä ja mahdollisesti kompensoimaan osan ilmakehän hiilidioksidipäästöistä. Maankäytön muutokset, kuten kaupungistuminen, vaikuttavat maaperän orgaanisen hiilen muodostumiseen ja hiilivarastoihin.
Tässä tutkimuksessa selvitin eroja eri kasvityyppien (lehtipuut, havupuut, nurmikko) ritsosfäärin hiilensidontakyvyssä ja puiston koon vaikutusta hiilensidontaan. Mittasin Helsingin kaupungin A hoitoluokan puistojen puiden latvustojen pinta-alan arvioidakseni maaperään varastoituneen hiilen määrää ja selvittääkseni onko puiston koolla vaikutusta maaperän hiilivarastoon (kg C pinta-alayksikköä kohden). Mittasin puuston latvuston osuuden kolmen eri kokoluokan puistoissa hyödyntäen QGIS paikkatieto-ohjelmistoa ja ilmakuvia. Maaperän hiilivaraston koon arvioimisessa hyödynsin olemassa olevaa tutkimustietoa Helsingin kaupungin puistojen maaperän hiilivarastoista ja lehtipuiden ja havupuiden keskimääräisestä suhteesta.
Puiston koolla oli merkitsevä vaikutus latvuston kokoon: latvuston määrä väheni puiston koon kasvaessa. Nurmikot ovat hallitsevana kasvityyppinä erityisesti suurissa puistoissa. Hiiltä oli pienten, keskikokoisten ja suurten puistojen maaperässä keskimäärin 23.98 kg C m-2, 23.47 kg C m-2 ja 23.15 kg C m-2. Vaikka erot puuston latvuston määrässä olivat merkittäviä, erot maaperään sitoutuvan hiilen määrissä eri kokoluokkien puistoissa olivat pieniä. Tämä selittyy havupuiden pienellä osuudella Helsingin puistoissa. Suurin osa Helsingin puistojen maaperän hiilestä on sitoutuneena nurmikoiden alle, vaikka tutkituista kolmesta kasvityypistä (lehtipuut, havupuut, nurmikko) se on – pinta-alayksikköä kohti laskettuna – maaperän hiilensidonnan kannalta tehottomin. Suuret puistot sitovat maaperään eniten hiiltä puistoa kohden, mutta suurin osa maaperään sitoutuneesta hiilestä on kuitenkin pienten puistojen maaperässä niiden suuresta lukumäärästä johtuen.
Havupuut ovat yhteydessä tehokkaampaan hiilensidontaan kuin lehtipuut tai nurmikko ja nostamalla kaupunkipuistojen havupuiden määrää voitaisiin todennäköisesti lisätä maaperän tärkeitä hiilivarastoja. Tämän tutkimuksen tulokset korostavat kaupunkipuistojen ja havupuiden merkitystä hiilensidonnalle. Lisätutkimusta kaupunkien maaperän hiilensidonnasta ja kasvityyppien sekä ilmaston vaikutuksesta tarvitaan, jotta kaupunkipuistojen maaperän hiilensidontakapasiteettia voitaisiin edelleen lisätä.
Climate change severely threatens ecosystem services and human well-being: vegetation and soils underneath it can be particularly vulnerable to climate warming. Soils hold the largest carbon stock in terrestrial ecosystems, and urban park soils, especially in cool climates, can hold remarkable carbon stocks and may be able to offset some atmospheric CO2 emissions. Land use changes, such as urbanization, influence soil organic carbon formation and soil carbon storages.
In this study, I was interested whether three vegetation types (deciduous trees, conifers and lawn) differ in their capacity to store C in their rhizosphere, and whether this is affected by park size. I measured the proportion of tree canopy layer in class A park areas of the city of Helsinki, to estimate soil C storages of these areas and to examine C density (kg C m-2). Proportions of tree canopy layers in different park size groups were measured using QGIS and ortographs. Soil C storages were calculated using existing soil C data and average proportions of conifer and deciduous trees in parks of the city of Helsinki.
Park size had a significant effect on proportion of the tree canopy coverage: canopy cover decreases with an increase in park size. Especially large parks are dominated by lawn. The average soil C densities in small, medium and large parks were 23.98 kg C m-2, 23.47 kg C m-2 and 23.15 kg C m-2, respectively. However, the overall proportion of conifer canopy in parks of the city of Helsinki is rather small, resulting in small differences in C densities between different park size categories, despite significant differences in tree canopy coverage between the three size groups. Most of the stored soil C in parks of the city of Helsinki are under lawn, even though it is the least efficient of the three studied vegetation types (deciduous trees, conifers, lawn) in soil C sequestration. Within a park size category and at park level, large parks store the highest amount of carbon per park. Even so, at the city level, the total amount of carbon is highest in the small parks due to their high number.
Conifer trees associate with improved C sequestration to soils compared to deciduous trees and lawn. Increasing the amount of conifer trees in urban parks thus likely increase the important C storages of these soils. Results of this study highlight the importance of the contribution of urban parks and especially conifer trees in carbon sequestration. Future research related to urban soil C sequestration and the effects of vegetation type and climatic conditions is needed to better understand soil C accumulation and how the C sequestration of urban park soils could be enhanced.
|
| Keyword(s): | Urbanization urban parks urban green spaces soils carbon storage carbon sequestration ecosystem services vegetation type |
Files in this item
| Files | Size | Format | View |
|---|---|---|---|
| Liljeback_Petra_tutkielma_2023.pdf | 728.0Kb |