Quantification of peat volume change in Northern peatlands : A study of mires capacity to swell and shrink and its relation to mire age and land management

Autor: Engman, Anna
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Druh dokumentu: Text
Popis: Peatlands are important ecosystems that provide ecohydrological functions related to carbon storage and cycling, water quality, flood attenuation, and groundwater recharge. One key characteristic that gives peatlands these functions is the capacity to swell and shrink upon wetting and drying, commonly referred to as peat volume change. This property of peat volume change is closely related to the fluctuations of the water table and has a buffering effect on the water table depth relative to the peat surface, which acts as an important control on many ecohydrological functions such as carbon cycling, vegetation composition, and biogeochemical processes. In an attempt to fill a gap of knowledge, this thesis investigated peat volume change for multiple Northern peatlands close to Umeå, Sweden, using groundwater level and mire surface level data obtained during the summer of 2021. The objectives were to investigate the temporal trends and characteristics of changes in the water table and peat volume at the studied site and to determine how peat volume change capacity differs for mires of different ages, as well as different land management such as natural, drained and restored peatlands. It was found that old (older than 2000 years) mires have a significantly smaller peat volume change capacity compared to young mires (younger than 1000 years), as well as smaller specific storage, indicating that factors that change as the peatland evolves are important for the ability to expand and contract. It was also found that the relationship between the mire surface and water level was linear for some mires but not for others, including drained and old mires. For the drained mires this could be explained by very deep water tables compared to the natural mires, however, they did not stand out among the natural mires concerning peat volume change capacity. The comparison between a restored mire and a drained gave ambiguous results. It was also found that the specific storage, which is directly related tothe compressibility of the peat, was greater during drying conditions compared to rewetting conditions, highlighting peatlands ability to maintain wet conditions. The study provides a deeper understanding of peat volume change in Northern peatlands and the factors related to this phenomenon, which is crucial for further studying of peatland ecohydrology.
Torvmarker är viktiga ekosystem som bidrar med ekohydrologiska funktioner relaterade till kollagring och kolcykling, vattenkvalitet, minskad översvämningsrisk och grundvattenbildning. En egenskap hos torv som är viktig för dessa funktioner är förmågan att svälla under våta perioder och krympa under torrperioder. Denna torvvolymförändring är relaterad till fluktuationer i grundvattennivå och kan även ha en buffrande effekt på grundvattendjupet (avståndet från markytan till grundvattenytan), vilket påverkar flertalet ekohydrologiska funktioner såsom kolcykling, vegetationssammansättning, och biogeokemiska processer. I ett försök att fylla en lucka i kunskapen kring detta fenomen undersökte detta examensarbete torvvolymförändringar för flera torvmarker, eller myrar, i närheten av Umeå baserat data för grundvattennivåer och nivån på myrars markyta som erhållits under sommaren 2021. Syftet var identifiera trender och egenskaper hos de olika myrarnas förändring i grundvattennivån och myrnivå, samt att ta reda om det finns någon skillnad i torvens kapacitet för att svälla och krypa hos myrar med olika ålder, samt olika markskötsel såsom naturliga, dränerade och restaurerade myrar. Resultatet visade att äldre (äldre än 2000 år) myrar har en betydligt mindre kapacitet att svälla och krympa jämfört med yngre myrar (yngre än 1000 år), samt mindre specifik magasinkoefficient, vilket indikerar att faktorer som förändras när myren blir äldre är viktiga för förmågan att svälla och krympa. Resultatet visade också att förhållandet mellan myrens marknivå och grundvattennivå var linjärt för vissa myrar men inte för andra, inklusive dränerade och gamla myrar. För de dränerade myrarna kunde detta förklaras av mycket djupa grundvattennivåer jämfört med de naturliga myrarna, men de stack inte ut bland de naturliga myrarna vad gäller förmåga att svälla och krympa. Jämförelsen mellan en restaurerad myr och en dränerad gav tvetydiga resultat. Man fann också att den specifika magasinkoefficienten, som är direkt relaterad till torvens kompressabilitet, var större under torra perioder jämfört med våta perioder, vilket visar på myrens förmåga att upprätthålla våta förhållanden. Studien gav en djupare förståelse för myrars förmåga att svälla och krympa och faktorerna relaterade till detta fenomen, vilket är av betydelse för vidare forskning om torvmarkers ekohydrologi.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
Externí odkaz: