Soil respiration around termite mounds in African semi-arid savanna

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202006233425
Title: Soil respiration around termite mounds in African semi-arid savanna
Author: Manninen, Petra
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Science
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2020
Language: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202006233425
http://hdl.handle.net/10138/316941
Thesis level: master's thesis
Degree program: Maantieteen maisteriohjelma
Master's Programme in Geography
Magisterprogrammet i geografi
Specialisation: Luonnonmaantiede
Physical Geography
Naturgeografi
Discipline: none
Abstract: Maaperä on tärkeä hiilen varasto ja maaperän ja ilmakehän välinen hiilidioksidin vuo on toiseksi suurin hiilivuo ekosysteemien ja ilmakehän välillä. Maaperän respiraation määriin on todettu aikaisemmissa tutkimuksissa vaikuttavan erityisesti maaperän kosteus ja lämpötila, mutta myös maaperän makrofaunan aktiivisuus. Afrikan puolikuivilla savanneilla näitä tekijöitä säätelee kausittainen vaihtelu. Kekoja rakentavia termiittejä on runsaasti näillä savanneilla, ja ne vaikuttavat hiilen kierron lisäksi maaperän ominaisuuksiin rakentaessaan kekoja ja etsiessään ravintoa niiden ulkopuolelta. Kekojen kaasunvaihto ja lämmönsiirto on monimutkainen ilmiö, joka vaihtelee keon arkkitehtuurin ja ympäristömuuttujien mukaan. Kekojen sisäinen tuuletus tuo termiittien ja niiden pesän aineenvaihdunnassa syntyvää hiilidioksidia kekojen ulkopuolelle. Termiittien hiilidioksidipäästöjä, etenkin niiden kekojen ulkopuolella, tulisi tutkia niiden osuuden selvittämiseksi savannien maaperän kokonaisrespiraatiosta. Termiittikekoja ympäröivän maaperän respiraation ymmärtämiseksi respiraation määriä mitattiin Tsavon ekosysteemissä Etelä-Keniassa kahden sieniviljelijätermiittilajin Macrotermes michaelseni ja Macrotermes subhyalinus kekojen ympäriltä käyttämällä suljetun staattisen kammion menetelmää. Mittaukset tehtiin kolmen oletetun sadekauden aikana, marraskuussa 2016, huhtikuussa 2017 ja joulukuussa 2017. Tutkimuksessa yritettiin määrittää, tulivatko hiilidioksidipäästöt maaperästä vai termiiteistä. Myös vallitsevan tuulensuunnan vaikutusta tutkittiin, jotta ymmärrettäisiin paremmin kekojen sisäisen tuuletuksen roolia. Myös maaperän kosteutta, maaperän lämpötilaa ja sademääriä mitattiin ja niiden vaikutusta respiraatioon tutkittiin. Tulokset osoittivat, että vain yhtä tiettyä syytä maaperän respiraation muutoksiin kekojen ympärillä on vaikea löytää. Suurin osa vaihtelusta mittauskausien ja mittausalueiden välisissä eroissa selittyi maaperän kosteuden vaihtelulla. Myös vallitsevalla tuulen suunnalla havaittiin olevan vaikutusta maaperän respiraation muutoksiin. Maaperän respiraatio oli suurinta kekojen läheisyydessä, joten termiittien aktiivisuuden tai niiden maaperän ominaisuuksiin aiheuttamien muutosten oletetaan olevan vaikuttava tekijä. Erityisesti vähäisen aineiston määrän takia tutkimusaiheen epävarmuustekijöitä tulisi tutkia lisää.Soils are important stocks of carbon and the soil-atmosphere CO2 flux is the second largest carbon flux between ecosystems and the atmosphere. Soil respiration is in previous studies considered to be mostly controlled by soil moisture and temperature, but also the activity of soil macrofauna. In African semi-arid savannas these parameters are controlled by seasonality. Mound-building termites are abundant in these savannas and in addition to the carbon cycle, they affect soil properties when building mounds and foraging outside them. Gas exchange and heat transfer in mounds is a complex phenomenon that varies depending on mound architecture and environment variables. Mound ventilation brings the CO2 generated in termite and their nest metabolism outside the mounds. CO2 emissions of termites, especially outside their mounds, should be studied to clarify their impact on the savanna soil respiration. In attempt to understand soil respiration around termite mounds, soil respiration rates was measured from surrounding area of six mounds of fungus-growing termite species Macrotermes michaelseni and Macrotermes subhyalinus using closed static chamber method in Tsavo ecosystem, southern Kenya. Measurements were made during the three assumed rainy seasons, in November 2016, April 2017, and December 2017. Research focused whether CO2 emissions come from the soil or from termites. The effect of prevailing wind was also studied to understand the role of mound ventilation better. Soil moisture, soil temperature, and the amount of rainfall were also measured and their effect on respiration was studied. The results show that a single reason for the changes in soil respiration rates around termite mounds is difficult to find. Most of the variation between measurement sites and measurement periods were due to changes in soil moisture. Prevailing wind direction was also found to be possible reason for changes in soil respiration rates. Soil respiration rates were higher near the mounds, so termite activity or changes in soil properties caused by them are assumed to be a contributing factor. Due to limited amount of data, many of the uncertainties on the subject should be further researched.
Subject: CO2
Macrotermes michaelseni
Macrotermes subhyalinus
Kenya
Taita


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Manninen_Petra_Pro_gradu_2020.pdf 1.859Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record