Net ecosystem exchange of CO2 and energy fluxes of turf in the Denver urban ecosystem and an adjacent tallgrass prairie

Abstract

Ziel der Studie war es, den Austausch von CO2 und Energie einer urbanen Rasenfläche und einer Langgrasprärie zu vergleichen, wichtige Steuergrößen zu identifizieren und den Einfluss des „urban sprawl“ in einem semi-ariden Klima auf Kohlenstoff-, Energie- und Wasserbudgets abzuschätzen. Enge Beziehungen zeigten sich zwischen Vegetationsentwicklung, Energieflüssen und dem NettoÖkosystemaustausch von CO2 (NEE). Die Bewässerung des Rasens beeinflusste Energie- und Kohlenstoffflüsse und verstärkte die beobachteten Unterschiede zwischen den Messstandorten. Im Vergleich zur Langgrasprärie war die latente Wärme die wichtigste Energiesenke der Rasenfläche, was wiederum direkt die standörtliche Evapotranspiration beeinflusste. Der kumulierte NEE der Rasenfläche übertraf den der Prärie aufgrund einer längeren Wachstumsperiode und einer höheren Netto-CO2-Aufnahme. Die Berücksichtigung von CO2-Emissionen durch die Bewirtschaftung der Rasenflächen führte zu deutlichen Verschiebungen in der Gesamtkohlenstoffbilanz. Die Ergebnisse zeigen, dass Rasenflächen in Denver als Kohlenstoffsenken fungieren können und dadurch zu einem bestimmten Grad zur Verminderung von CO2 Emissionen in urbanen Gebieten beitragen können.

This study compares carbon and energy exchanges of turf in an urban ecosystem and that of a tallgrass prairie, identifies key drivers of these exchanges, and assesses the impact of urban sprawl in a semi-arid climate on carbon, energy, and water budgets. Close links were found between vegetation development, energy fluxes, and net ecosystem exchange of CO2 (NEE). Irrigation of turf influenced energy and carbon fluxes and contributed to the differences observed between sites. In comparison to tallgrass prairie, energy partitioning at the turf site was dominated by latent heat energy, directly affecting evapotranspiration. Cumulative turf NEE exceeded that of tallgrass prairie due to a longer growing season and higher daily net CO2 uptake. However, including carbon emissions due to turf management resulted in considerable offsets. The results suggest that lawns in Denver can function as carbon sinks and vegetation may therefore contribute to the mitigation of carbon emissions in urban areas to a certain degree.