Carbon cycling at a post-extraction restored peatland: Small-scale processes to global climate impacts

Peatlands store large amounts of organic carbon (C) and are an important component of the global climate system.Climate and peatland land surfaces are closely coupled through land-atmosphere exchanges of greenhouse gases (GHG), such as carbon dioxide (CO2) and methane (CH4).When undisturbed, peatlands exert a long-term (millennia) negative radiative GHG forcing (i.e.climate cooling) through CO2 removal from the atmosphere, and a short-term (decades) positive forcing (i.e.climate warming) with the addition of CH4 to the atmosphere.Degradation from peatland drainage and extraction, however, results in mineralization of stored peat, releasing large amounts of CO2 while generally reducing CH4 to minimal levels.Rewetting and actively restoring native restaurée était plus similaire à des années plus humides et plus productives de la tourbière de la Mer Bleue.Une représentation des changements de structure de la canopée après l'extraction (à partir de 1980) à l'aide de l'indice de végétation amélioré (IVA), a démontré une large comparabilité entre la tourbière restaurée et la tourbière intacte environnante après cinq ans de restauration.Les résultats IVA tendent à démontrer que le développement de la végétation en général a réagi normalement aux facteurs environnementaux et n'a subi aucune contrainte persistante provenant de la tourbe coupée sous-jacente.Alors que les processus derrière le flux net de CO2 semblent avoir été récupérés avec succès, environ les deux tiers de la tourbière restaurée constituaient une source minime de CH4, ce qui laisse présager un retard dans la récupération des processus de cyclage du C souterrain.Le renouvellement du C dans la tourbe, sous la nouvelle couche de sphaigne était faible et semblait se produire uniquement avec l'entrée du substrat d'E.vaginatum et le transport à médiation par les plantes.Le facteur de fractionnement isotopique du C pour le CH4 et le CO2 dans l'eau de porosité de champ restaurée a démontré une prédominance dans la production de méthane acétoclastique et même plus profonde dans le profil de tourbe coupée.Par contre, le fractionnement isotopique dans les anciens fossés de drainage a démontré un équilibre entre la méthanogénèse acétoclastique et hydrogénotrophe plus en profondeur dans le profil, indiquant qu'un certain renouvellement de C de la tourbe en masse se produisait.Au fil du temps (en décennies), on s'attend à ce que le renouvellement du C de la nouvelle tourbe limite les impacts de la tourbe coupée sur le flux de surface CH4.Les mesures de flux effectuées sur des sites non restaurés de l'est et de l'ouest du Canada révèlent que le fait de ne pas restaurer les tourbières après l'extraction entraîne des décennies d'ajout de CO2 dans l'atmosphère, avec de faibles émissions de CH4.La décision « après utilisation » de ne pas restaurer a pour résultat un forçage radiatif positif sept fois plus puissant que le forçage négatif obtenu par une restauration active après 500 ans.Une restauration active rapide permet d'avoir un impact neutre sur le climat (à l'exception des pertes de C dans la tourbe retirée) environ 155 ans plus tôt que la restauration après une période de 20 ans.En revanche, les facteurs d'émission de niveau 1 du GIEC, fondés sur un large éventail d'activités de remouillage, provoquent un forçage radiatif positif continu, même avec un remouillage rapide.Dans cette thèse, la recherche tombe à point nommé, car l'intérêt pour l'utilisation de la restauration des tourbières comme stratégie d'atténuation des changements climatiques v s'accroît.Ce travail démontre que le rétablissement de végétation tourbeuse et l'intégration de structures visant à augmenter la rétention d'eau sont efficaces pour rétablir le taux net de puits de C à celui d'une tourbière non perturbée au cours d'une décennie et demie.L'héritage de la tourbe coupée visant à réduire la production de CH4 et par le fait même les émissions contribue à augmenter l'accumulation de C à court terme tout en réduisant l'impact sur le réchauffement climatique sur le site restauré au cours de la transition vers un puits de C. Un plan « après utilisation » comprenant une restauration active rapide demeure le moyen le plus efficace de réduire l'impact climatique d'un site après l'extraction.De plus, ce plan est clé pour l'utilisation de la restauration des tourbières comme stratégie d'atténuation des changements climatiques.

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