ผู้ร้ายที่ไม่คาดคิด: พื้นที่ชุ่มน้ำเป็นแหล่งก๊าซมีเทน

การระบายพื้นที่ชุ่มน้ำได้ตัดการเชื่อมต่อการไหลตามธรรมชาติและการกักเก็บน้ำ ซึ่งเป็นระบบที่ใช้ได้ดีมานับพันปี ทางออกหนึ่งในการระบายพื้นที่ชุ่มน้ำคือการสร้างพื้นที่ชุ่มน้ำเหล่านี้ขึ้นใหม่ในพื้นที่อื่น (สะดวกกว่าสำหรับมนุษย์) สิ่งเหล่านี้เรียกว่า "พื้นที่ชุ่มน้ำที่สร้างขึ้น" ในกรณีอื่น ๆ พื้นที่ชุ่มน้ำที่สร้างขึ้นเพื่อสร้างพื้นที่ที่ไม่ได้ใช้เพื่อการเกษตรอีกต่อไป วิธีการสร้างและจัดการพื้นที่ชุ่มน้ำที่สร้างขึ้นเหล่านี้สามารถสร้างผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างใหญ่หลวง Karla Jarecke และนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยหลายแห่งกำลังศึกษาผลกระทบของพื้นที่ชุ่มน้ำต่อก๊าซมีเทนในเรือนกระจก Jarecke กล่าวว่า "ทั่วโลก พื้นที่ชุ่มน้ำเป็นแหล่งธรรมชาติที่ใหญ่ที่สุดของก๊าซมีเทนสู่ชั้นบรรยากาศ "ก๊าซมีเทนมีผลกระทบมากกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ต่อภาวะโลกร้อน ซึ่งส่งผลกระทบมากกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 25 เท่า" ทั้งพื้นที่ชุ่มน้ำตามธรรมชาติและที่สร้างขึ้นปล่อยก๊าซมีเทน เนื่องจากธรรมชาติของพวกมัน พื้นที่ชุ่มน้ำจึงเปียกชื้น จุลินทรีย์ในดินและพืชจึงถูกบังคับให้เผาผลาญภายใต้สภาวะไร้อากาศ และสิ่งนี้นำไปสู่การผลิตก๊าซมีเทน จุลินทรีย์ในดินมีหน้าที่สร้างก๊าซมีเทนในพื้นที่ชุ่มน้ำ จากนั้นก๊าซมีเทนจะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโดยการแพร่กระจาย ขนส่งผ่านเนื้อเยื่อพืช และปล่อยฟองก๊าซเป็นฉากๆ เสถียรภาพทางอุทกวิทยาของดินในพื้นที่ชุ่มน้ำ ตลอดจนประสิทธิภาพการขนส่งผ่านพืช สามารถส่งผลต่อการปล่อยก๊าซมีเทนจากดินมากน้อยเพียงใดและบ่อยเพียงใด Jarecke กล่าวว่า "การทำความเข้าใจเงื่อนไขการผลิตและการปล่อยก๊าซมีเทนในพื้นที่ชุ่มน้ำอาจนำไปสู่การแก้ปัญหาเพื่อลดการปล่อยก๊าซมีเทน" แต่การศึกษาพื้นที่ขนาดใหญ่ เช่น พื้นที่ชุ่มน้ำสามารถพิสูจน์ได้ว่าเป็นไปไม่ได้ ดังนั้น Jarecke และเพื่อนร่วมงานของเธอจึงสร้าง "มีโซคอสม์" ของพื้นที่ชุ่มน้ำ ซึ่งเป็นห้องกลางแจ้งที่จัดการได้ ซึ่งวัดการปล่อย ก๊าซมีเทน ได้ง่ายกว่า Mesocosms เป็นพื้นที่การวิจัยโครงสร้างที่เชื่อมช่องว่างระหว่างการศึกษาในห้องปฏิบัติการและการศึกษาภาคสนามขนาดใหญ่ การศึกษามุ่งเน้นไปที่พืชในพื้นที่ชุ่มน้ำทั่วไป 2 ชนิดและบทบาทที่มีศักยภาพในการปล่อยก๊าซมีเทน ได้แก่ วัชพืชในหนองน้ำและกล้าไม้น้ำทางตอนเหนือ พืชและดินถูกรวบรวมจากพื้นที่ชุ่มน้ำที่สร้างขึ้นในเมืองเดย์ตัน รัฐโอไฮโอ จากนั้นพวกมันถูกส่งไปที่ลินคอล์น รัฐเนแบรสกา เพื่อสร้างมีโซคอสในพื้นที่ชุ่มน้ำ ไซต์ Dayton เดิมเคยถูกระบายออกและใช้เพื่อการเกษตร และถูกสร้างขึ้นใหม่เป็นพื้นที่ชุ่มน้ำในปี 2012 นักวิจัยได้เก็บเกี่ยวต้นกล้าของต้นไมก์วีดและกล้าไม้น้ำเหนือจากพื้นที่ชุ่มน้ำและย้ายปลูกลงในดินที่เก็บในท่อพีวีซี พวกเขาครอบคลุมโรงงานแต่ละแห่งด้วยถังอะคริลิกใสในระหว่างการสุ่มตัวอย่างก๊าซ สิ่งนี้ช่วยให้พวกเขาวัดและวัดปริมาณการปล่อยก๊าซมีเทนจากชั้นบรรยากาศภายในพืชและดิน การศึกษาดำเนินการในฤดูร้อนปี 2013 นอกจากการเปรียบเทียบการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของพืชทั้งสองชนิดแล้ว นักวิจัยยังได้ศึกษาผลกระทบของอุทกวิทยา หรือความอิ่มตัวของดิน Jarecke กล่าวว่า "ในขณะที่การควบคุมอุทกวิทยาและพันธุ์พืชเกี่ยวกับการปล่อยก๊าซมีเทนได้รับการศึกษาเป็นอย่างดี การศึกษาล่าสุดนี้สรุปได้ว่าระดับน้ำและความอิ่มตัวของสีมีอิทธิพลต่อการปล่อยก๊าซมีเทนมากกว่าชนิดของพืช ในขณะที่การปล่อยก๊าซมีเทนแตกต่างกันระหว่างมีโซโคสในห้องปฏิบัติการกับพืชน้ำและมีโซโคสที่มีวัชพืชในหนองน้ำ การปล่อยก๊าซมีเทนไม่แตกต่างกันในมีโซโคสม์ภาคสนามกับแต่ละชนิดจากทั้งสองชนิด ในภาคสนาม ความอิ่มตัวของดินมีผลต่อการปล่อยก๊าซมีเทนมากกว่า การค้นหาพันธุ์พืชที่ลดการผลิตก๊าซมีเทนของจุลินทรีย์อาจเป็นกุญแจสำคัญในการจัดการพื้นที่ชุ่มน้ำที่ดีขึ้น ตัวอย่างเช่น พืชที่ส่งออกซิเจนไปยังบริเวณรากสามารถยับยั้งการผลิตก๊าซมีเทนของจุลินทรีย์ได้ นอกจากนี้ จำเป็นต้องมีการวิจัยในอนาคตเพื่อทำความเข้าใจว่าความอิ่มตัวของดินที่แตกต่างกันส่งผลต่อการปล่อยก๊าซมีเทนอย่างไร ข้อมูลนี้อาจมีประโยชน์สำหรับการออกแบบภูมิประเทศของพื้นที่ชุ่มน้ำที่สร้างสภาวะทางอุทกวิทยาเพื่อเพิ่มการกักเก็บคาร์บอนและลดการปล่อยก๊าซมีเทน การวิจัยในอนาคตอาจมุ่งเน้นไปที่ระยะเวลาที่นานขึ้น "การปล่อยก๊าซมีเทนมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนไปเมื่อพื้นที่ชุ่มน้ำที่ได้รับการฟื้นฟูเติบโตเต็มที่" Jarecke กล่าว "อินทรียวัตถุจากระบบราก พืชที่เน่าเปื่อย และวัสดุอื่นๆ จะก่อตัวขึ้น ซึ่งจะช่วยฟื้นฟูเสถียรภาพทางอุทกวิทยา งานวิจัยอื่นๆ ระบุว่าอาจใช้เวลาเพียงไม่กี่ปีในการฟื้นฟูลักษณะทางอุทกวิทยาของพื้นที่ชุ่มน้ำที่ได้รับการฟื้นฟู อย่างไรก็ตาม แง่มุมทางชีวธรณีเคมีและความหลากหลายทางชีวภาพอาจใช้เวลา หลายสิบปีหรือนานกว่านั้นในการฟื้นตัว”