Produkce skleníkových plynů (CH4, CO2, N2O) ve vodním toku

Mgr. Václav MACH

Doctoral thesis

Greenhouse gasses (CH4, CO2, N2O) production in stream water

Abstract:

Skleníkovým plynům a souvisejícím biogeochemickým koloběhům uhlíku a dusíku je v posledních dvou desetiletích věnována zvýšená pozornost v důsledku globálních změn klimatu. Cílem disertační práce bylo v několika vědeckých studiích kvantifikovat a charakterizovat produkci skleníkových plynů, především metanu, v hyporheických sedimentech malého vodního toku Sitka. Studie, které se zakládají na terénních měřeních, inkubačních experimentech a analýze stabilních izotopů, jsou součástí širšího výzkumu, který se zabývá koloběhem uhlíku v tekoucích vodách. Data z pěti studií obsažených v disertační práci dokládají, že vodní toky uvolňují do atmosféry významné množství metanu, oxidu uhličitého a oxidu dusného. Dále uvedené studie dokládají, že v hyporheických sedimentech dochází k mikrobiálním procesům metanogeneze a metanotrofie a současně k výskytu souvisejících taxonů archeí a bakterií. Závěrečná studie prokazuje, že podíl acetoklastické a hydrogenotrofní produkce metanu v hyporheických sedimentech je v rozsahu typickém pro sladkovodní prostředí. Disertační práce přispěla k vědomostem o anaerobním metabolismu v hyporheických sedimentech a o jejich roli v biogechemických kolobězích uhlíku a dusíku.

Abstract:

In terms of the global climate change, a raised awareness is devoted to greenhouse gas emissions and to the contextual biogeochemical cycles of carbon and nitrogen in the last two decades. The aim of the thesis is to quantify and characterize, in several research papers, greenhouse gas production, especially of methane, in hyporheic sediments of the small water stream Sitka. The research papers based on field measurements, incubation experiments and a stable isotope analysis are a part of a long-term research concerned with the organic carbon cycle in running waters. Data in the five research papers included in the thesis prove that water streams release a significant amount of methane, carbon dioxide, and nitrous oxide into the atmosphere. Furthermore the research papers demonstrate that microbial processes of methanogenesis and methanotrophy occur in conjunction with presence of related taxonomic groups of archaea and bacteria. The last research paper approves that partitions of acetoclastic and hydrogenotrophic pathways of methane production in hyporheic sediments are in a range typical for freshwater environments. The thesis contribute to the knowledge about an anaerobic metabolism in hyporheic sediments, and about their role in biogeochemical cycles of carbon and nitrogen.

Keywords

skleníkové plyny, metan, oxid uhličitý, oxid dusný, hyporheický sediment, tekoucí vody, metanogeneze

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 9. 2015

Accessible from:: 1. 9. 2015

Thesis defence

• Supervisor: doc. RNDr. Martin Rulík, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Ecology and Environmental Protection / Ecology