The effect of geothermal soil warming on the production of carbon dioxide (CO 2 ), methane (CH 4 ), nitrous oxide (N 2 O), nitric oxide (NO) and nitrous acid (HONO) from forest soil in southern Iceland

MARJA MALJANEN, HEM RAJ BHATTARAI, CHRISTINA BIASI, BJARNI D SIGURDSSON
2018 Icelandic Agricultural Sciences  
Geothermal areas can be local sources of greenhouse gases, both directly from the geothermal system or because of soil warming effects on biological sources. In this study we repeated field measurements methane (CH 4 ) and nitrous oxide (N 2 O) fluxes along the soil temperature (T s ) gradient in a Sitka spruce (Picea sitchensis) stand at the ForHot study site in southern Iceland, where geothermal soil warming had started eight years earlier. We complemented these results with in situ
more » ... h in situ measurements of carbon dioxide (CO 2 ) and topsoil sampled in the same plots to study the production rates of those gases at 20 °C in the laboratory, as well as nitric oxide (NO) and nitrous acid (HONO). We showed that the eight year long exposure to elevated T s had changed the topsoil, including its microbial properties and the production potentials of these gases. However, the production rates of CO 2 , CH 4 and N 2 O measured in laboratory conditions did not clearly follow the in situ fluxes. We discuss both adaptation of microbes and origin of greenhouse gases (depth patterns and microbial vs. geothermal sources) as possible reasons for these discrepancies. YFIRLIT Áhrif haekkaðs jarðvegshita á myndun koldíoxíðs (CO 2 ), metans (CH 4 ), hláturgass (N 2 O), nituroxíðs (NO) og nitraðrar sýru (HONO) í skógarjarðvegi á Suðurlandi. Jarðhitasvaeði geta verið uppsprettur ýmissa gróðurhúsalofttegunda, annað hvort beint upp úr jarðhitakerfinu eða vegna áhrifa aukins jarðvegshita á ýmsa lífraena ferla. Í þessari rannsókn endurtókum við maelingar á flaeði metans (CH 4 ) og hláturgass (N 2 O) með auknum jarðvegshita (T s ) í foldu í sitkagreniskógi (Picea sitchensis) á ForHot rannsóknasvaeðinu á Suðurlandi, þar sem jarðhitasvaeði hafði faerst undir átta árum áður. Við baettum einnig við maelingum á losun koldíoxíðs (CO 2 ) í foldu og bárum -niðurstöðurnar saman við losun þessara sömu gastegunda og nituroxíðs (NO) og nitraðrar sýru (HONO) úr jarðvegskjörnum úr sömu reitum sem maeldir voru við 20 °C á rannsóknastofu. Niðurstöðurnar sýndu að átta ára jarðvegshlýnun hafði baeði breytt efnasamsetningu og örveruflóru reitanna og þar með getu til að framleiða áðurnefndar lofttegundir. Hinsvegar breyttist framleiðslugeta CO 2 , CH 4 og N 2 O við 20 °C ekki reglulega með auknum T s í foldu. Við raeðum baeði aðlögun örvera að auknum hita og hvernig uppruni gróðurhúsalofttegunda (úr mismunandi dýpi í jarðvegi og hvort hann er líffraeðilegur eða jarðfraeðilegur) getur mögulega útskýrt þaer niðurstöður sem við fengum.
doi:10.16886/ias.2018.02 fatcat:tasfvezunbhfzos63biitqieym