CO2 in zoet water

CO2 in zoet water
source
of
sink?
Jolanda Verspagena, Maria Meijera , Arie Vonka, Jef Huismana
Ko van Huisstedenb, Joshua Deanb, Han Dolmanb
a
b
UvA – Freshwater and Marine Ecology
VU - Earth Sciences
Welke factoren sturen CO2 concentraties in
zoet water?
Wat is de invloed van stijgende CO2
concentraties in zoet water?
Koolstof in zoet water
CO2 gas
DIC
CO2(aq) + H2O
HCO3- + H+
CO32- + 2H+
DIC = CO2 + HCO3- + CO32- = opgelost anorganisch koolstof
Koolstof in zoet water
CO2 gas
DIC
POC
CO2(aq) + H2O
HCO3- + H+
TC
CO32- + 2H+
DIC = CO2 + HCO3- + CO32- = opgelost anorganisch koolstof
POC = particulair organisch koolstof (o.a. algen)
DOC = opgelost organisch koolstof
TC = totaal koolstof
DOC
Koolstof in zoet water
CO2 gas
uitwisseling met atmosfeer
DIC
POC
CO2(aq) + H2O
HCO3- + H+
CO32- + 2H+
transport
TC
DOC
sedimentatie
Zoete wateren ontvangen grote hoeveelheden koolstof van land
Grote variatie in CO2 en TC
oververzadiging
onderverzadiging
Verspagen et al, unpublished data, NLA dataset
CO2 metingen in zoet water
CO2 concentraties
• Indirect:
meten: pH + alkaliniteit
berekenen: CO2, HCO3-, …, DIC
• Direct:
CO2 probe
gas analyser
CO2 flux
• Indirect:
berekenen uit CO2 en meteorologie
• Direct:
Eddy Covariance Systeem
(veel ruis in data)
Nutriënten en CO2 dynamiek
oververzadiging
Paul: nutriënt arm
Paul
Peter: mesotroof
Peter
Wilkinson et al 2016, Geophysical Research Letters
Amstelveense Poel
Day of Year
Amstelveense Poel:
Nutriënt rijk
Verspagen et al., unpublished data
onderverzadiging
Nutrienten en CO2 flux
CO2 source
Paul: nutriënt arm
Paul
Peter
Wilkinson et al 2016, Geophysical Research Letters
Day of Year
Amstelveense Poel
Amstelveense Poel:
Nutriënt rijk
CO2 sink
Verspagen et al., unpublished data
Koolstof budget
Nutriënt arme systeem
Nutriënt rijke systeem
Tranvik et al. 2009, Limnology & Oceanography
Pacheco et al. 2013, Inland Waters
Zoete systemen transformeren veel koolstof
Nutriënt arme systemen stoten CO2 uit naar de atmosfeer
Nutriënt rijke systemen begraven veel koolstof
Welke factoren sturen CO2 concentraties in
zoet water?
→ Nutriënten beschikbaarheid / productiviteit
Wat is de invloed van stijgende CO2
concentraties in zoet water?
Stijgende CO2 concentraties: fluxen
uitwisseling met atmosfeer
POC
input
DIC
transport
TC
DOC
sedimentatie
(In)direct invloed op alle fluxen
Systeem specifiek: moeilijk te voorspellen
Verwachtingen: algenbloei en nutriënten
Nutriënt arme systemen:
• Weinig invloed op algenbloei
• Beperkt invloed op CO2
Nutriënt rijke systemen:
• Toename van algenbloeien
• Onderdrukking van CO2
Aangepast van: Verspagen et al., 2014, Ecology Letters
Experimenten en modellen
Chemostaat experimenten
Inflow: nutriënten & DIC
Outflow:
algen,
nutriënten
DIC, DOC
lucht + CO2(g)
Aangepast van: Verspagen et al., 2014, Ecology Letters
Voorspellingen voor nutriënt rijke systemen
Verwachte stijging in pCO2 gedurende deze eeuw
Toename in algenbloei, vooral in
meren met lage alkaliniteit
Stijgende CO2 bevorderen ook de groei van waterplanten in nutriënt
rijke systemen (Schippers et al. 2004, Ecosystems)
Verspagen et al. 2014, PloS one
Conclusies
Nutriënten spelen een belangrijke rol in CO2 fluxen
• Nutriënt arme systemen zijn een CO2 source
• Nutriënt rijke systemen kunnen een CO2 sink zijn
Stijgende CO2 concentraties in nutriënt rijke systemen zullen waarschijnlijk
leiden tot meer (blauw)alg bloeien en groei van waterplanten
Onderzoeksvragen
We weten erg weinig over CO2 concentraties, CO2 fluxen en
koolstofbudgetten in NL zoet water systemen
→ CO2 concentraties makkelijk te berekenen door meten
alkaliniteit/hardheid als standaard parameter in
monitoringsprogramma’s
Met dank aan
Bas van Beusekom
Ramon den Boer
Hoogheemraadschap van Rijnland
Gemeente Amstelveen
Ron Lootens
Foto: mapio.net
Amsterdamse Bos
CH4 uitstoot door meren
Nutriënt rijke meren stoten vaak veel methaan uit
→ methaan is krachtiger broeikasgas dan CO2
Deemer et al. 2016, BioScience