Chamber measurements of CO2 exchange in different wetland sites in Biebrza National Park, Poland

Chamber measurements of CO2 exchange in different wetland sites in Biebrza National Park, Poland Peatlands have historically functioned as important sinks of atmospheric carbon dioxide (CO2). Understanding the environmental drivers behind spatial and temporal variation in CO2 flux is therefore crucial for estimation of current carbon balances and forecasting the impact of climate warming. We present preliminary results of CO2 flux measurements in peatland habitats in the area of Biebrza National Park, Poland. The purpose of the study was to obtain a first season of estimates of CO2 exchange, and evaluate how fluxes depended on meteorological and biophysical conditions. Daytime measurements of NEE and ecosystem respiration (Reco) were performed by a static chamber method between the end of April and September in 2010. Following parameters: soil moisture, leaf area index (LAI), and biomass were also measured. Altogether, the studied peatlands had a mean seasonal NEE of -156 mg CO2·m-2·h-1 (a negative value indicates ecosystem uptake). We observed that the largest net uptake of CO2 occurred during the field campaigns in spring and early autumn. Average NEE measured in these periods approximate -600 and -340 mg CO2·m-2·h-1, respectively. A net loss of CO2 was instead observed in the middle of the summer, when rates of Reco also peaked. We found apparent relationships between the variation of daily air temperature, soil moisture, and CO2 fluxes on the basis of campaign mean values. The switch from average net uptake to net release of CO2 in midseason is suggested caused by a combination of factors, including warm temperatures, drier soil conditions, and loss of biomass by mowing. Pomiary strumienia wymiany CO2 w różnych siedliskach bagiennych Biebrzańskiego Parku Narodowego Bagna od zawsze stanowiły naturalny rezerwuar atmosferycznego dwutlenku węgla (CO2). Dlatego właśnie zrozumienie procesów kształtujących zmiany przepływów strumienia CO2 w czasie i przestrzeni jest niezbędne do szacowania aktualnego bilansu węgla, jak również do analizy jego wpływu na proces globalnego ocieplenia w przyszłości. Artykuł prezentuje wstępne wyniki pomiarów strumienia dwutlenku węgla siedlisk bagiennych Biebrzańskiego Parku Narodowego. Celem przeprowadzonych analiz było uzyskanie wyników pomiarów wymiany strumienia CO2, przeprowadzonych w pierwszym sezonie pomiarowym (2010 r.), jak również ocena zależności istniejących między strumieniem wymiany CO2 a warunkami meteorologicznymi i biofizycznymi. Pomiary wymiany strumienia netto (NEE) oraz respiracji ekosystemu (Reco) przeprowadzane były w ciągu dnia, z zastosowaniem metody kloszowej, w okresie: od końca kwietnia do września 2010 r. Metoda polegająca na zastosowaniu przezroczystych kloszy ustawionych nad roślinnością, umożliwia obserwację zmian koncentracji CO2 emitowanego i pochłanianego przez roślinność i glebę. Dodatkowo wykonywano pomiary: wilgotności gleby, powierzchni projekcyjnej liści (LAI) oraz wysokości roślin, a także wielkości biomasy. Średnia sezonowa wartość NEE dla badanych obszarów bagiennych wyniosła - 156 mg CO2·m-2·h-1 (wartość ujemna oznacza, że ekosystem pochłaniał więcej CO2 niż go emitował). Zaobserwowano, że proces pochłaniania CO2 jest najintensywniejszy w okresie wiosny i wczesnej jesieni. Średnia wartość NEE dla tych okresów wynosiła odpowiednio -600 i -340 mg CO2·m-2·h-1. Zwiększenie wydzielania CO2 zaobserwowano w środku lata, kiedy wartości respiracji ekosystemu również uzyskiwały maksymalne wartości. Zauważono widoczne zależności między zmianami temperatury powierza w ciągu dnia, wilgotności gleby oraz strumieniem przepływu CO2 na postawie średnich wartości otrzymanych z kampanii terenowych. Stwierdzono, że większa emisja CO2 w środku lata spowodowana jest działaniem grupy czynników, takich jak: wyższa temperatura powietrza, mniejsza wilgotność gleby, a także mniejsza ilość biomasy (koszenie).