Floder världen över utsätts för stor påfrestning: de blir varmare, förlorar syre och släpper därmed ut allt större mängder växthusgaser.
Forskare vid Karlsruhe Institute of Technology (KIT) har nu kartlagt dessa globala trender över en period på mer än två decennier. Deras resultat visar att stigande temperaturer och mänsklig markanvändning förändrar flodsystemen i grunden, med allvarliga konsekvenser för klimatet. Resultaten har publicerats i Global Change Biology.
Floder är livsmiljöer, vattenkällor och formgivare av hela kulturlandskap. Följaktligen blir de lokala effekterna allvarliga när jordbruk och industri sätter press på flodsystemen. ”Floder spelar också en nyckelroll i det globala klimatsystemet”, säger dr Ralf Kiese vid Institutet för meteorologi och klimatforskning – Atmosfärisk miljöforskning (IMKIFU) på KIT:s Campus Alpin i Garmisch-Partenkirchen. ”Vi ser allt oftare att floder blir en betydande källa till växthusgaser.”
Detta beror främst på biogeokemiska nedbrytningsprocesser som involverar mikroorganismer: Organiskt kol och näringsämnen som hamnar i floderna från jordbruk eller avloppsvatten omvandlas till koldioxid, dikväveoxid och metan – växthusgaser som har en negativ inverkan på atmosfären.
Maskininlärning kompletterar saknade data
För en första global kvantifiering av dessa trender kombinerade forskarna mätdata med satellitkartor och maskininlärning. Deras studie baseras på mätningar av vattenparametrar från mer än 1 000 flodövervakningsstationer. De kopplade dessa mätningar till globalt tillgänglig satellitinformation om vegetation, strålning och topografi.
Baserat på dessa kombinerade data visade beräkningar med hjälp av maskininlärningsmodeller hur dessa miljöfaktorer påverkar vattentemperaturer, syrenivåer och ökande koncentrationer av växthusgaser. Forskarna tillämpade sedan de resulterande relationsdata på mer än 5 000 ytterligare avrinningsområden världen över för att för första gången rekonstruera sammanhängande tidsserier från 2002 till 2022, även för regioner där inga mätdata fanns tillgängliga.
Utvärderingarna visade tydliga globala trender: floderna värms upp, förlorar syre och blir alltmer mättade med växthusgaser. ”I genomsnitt minskar syrehalten med 0,058 milligram per liter och decennium, vilket är mycket snabbare än i sjöar och hav. Samtidigt ökar utsläppen av koldioxid, metan och dikväveoxid”, säger dr Ricky Mwanake vid IMKIFU, som var huvudansvarig för beräkningarna.
”Sammantaget uppskattar vi att de ytterligare antropogena utsläppen från floder under studieperioden 2002–2022 uppgick till cirka 1,5 miljarder ton koldioxidekvivalenter. Dessa ytterligare utsläpp har inte beaktats i de befintliga globala växthusgasbudgetarna.”
Klimatförändringar och markanvändning driver utsläppen
Snabba förändringar är särskilt tydliga i regioner med växande jordbruksmark och urbanisering, där stigande vattentemperaturer sammanfaller med ökade tillförsel av näringsämnen och organiskt kol. Detta påskyndar mikrobiella processer och skapar hotspots där de negativa faktorerna förstärker varandra, vilket leder till ackumulering av växthusgaser i vattnet. Som ett resultat kan floder bli stora utsläppskällor av växthusgaser.
”Om vi lyckas skydda floderna bättre genom att minska tillförseln av skadliga ämnen kan denna effekt vändas”, säger Mwanake. ”Det innebär att skyddet av floderna är inget mindre än aktivt klimatskydd.”
Publikationsuppgifter
Ricky Mwangada Mwanake et al, Rising Global Riverine Deoxygenation Rates and GHG Emissions Driven by the Synergistic Effects of Warming and Anthropogenic Land Use Expansion, Global Change Biology (2026). DOI: 10.1111/gcb.70828
