Myrmarker har en stor roll i regleringen av den globala kolbalansen och koncentrationerna av koldioxid och metan i atmosfären, vilket gör dem till speciellt viktiga ekosystem ur ett klimatförandringsperspektiv. Förändringar av myrmarker genom naturlig utveckling eller antropogen påverkan kan därför få långtgående störningar av myrars klimatreglerande funktion. Mikroorganismer har en avgörande roll i biogeokemiska processer genom att t ex bryta ned organisk material i mark och därmed styra kolets kretslopp. För att förstå hur myrsystemen reagerar på störningar är det därför väsentligt att veta hur mikroorganismsamhällena reagerar genom förändringar i sammansättning och biogeokemisk aktivitet. Målet för studierna, som ligger till grund för denna avhandling, var att undersöka hur mikroorganismsamhällen i myrar reagerar på uppvärmning genom klimatförändring och ökade kväve- (N) och svavel- (S) halter i nederbörd. High through-put sekvensering användes för att studera taxonomiska och funktionella egenskaper hos mikroorganismerna i myrar och quantative PCR användes för att mer specifikt studera de metanbildande arkeorna. Två fältkampanjer vardera omfattande tre ombrotrofa myrar med olika klimatförhållanden och olika mängder N och S inederbörden användes för att undersöka lokala och storskaliga effekter på myrars mikrobiella samhällen. Resultaten visade att latudinell variation i geoklimatologiska förhållanden (temperatur ochnederbördsmängd) och deposition av näringsämnen hade en påverkan på sammansättningen av de mikrobiella samhällena och aktiva metanbildare förr än variationen i den kemiska miljön inom varje specifik myr. Myrväxtsamhällenas sammansättning för en specifik myr visades sig i stor utsträckning styra sammansättningen av motsvarande mikrobiella samhälle i torvprofilen. Detta framgick klart av i en analys av samexisterande nätverk av mikroorganismsamhällen och motsvarande växtsamhällen i en studie av tre geografiskt skilda myrar med olika kvävedeposition. Effekterna av klimatförändring och nederbörd med olika mängder av N och S studerades mer specifikt genom att analysera de mikrobiellasamhällena i  ett långliggande (18 år) försök. Påverkan av var och en av dessa manipulationer antingen förstärktes eller minskades, när de förekom i kombinationer. Ökad kvävedeposition var den faktor som hade starkast effekt. De långvariga störningarna medförde stora förändringar i den mikrobiella taxonomin inom samhällena. Detta återspeglades dock inte i den fysiologiska kapaciteten, vilket visar att det finns en stark buffring i myrarnas mikrobiella funktion. Detta tyder på att framtida utveckling av myrar i relation till olika störningar sannolikt inte kommer att påverka myrarnas roll för kolbalans och växthusgasutbyte med atmosfären. / Peatlands play a substantial role in regulating the global carbon balance and concentrations of the greenhouse gases CO2 and CH4 in the atmosphere, and are thus of utmost importance from a climate change perspective. Any changes of peatland functions due to natural or anthropogenic perturbations may result in changes in these ecosystem services. Soil microbial communities are essential drivers of biogeochemical processes, including the carbon cycle. In order to fully understand the effect of environmental perturbations on peatland functions, it is essential to understand how microbial communities are affected. The aim of the research presented in this thesis was to investigate the responses of the peat microbial communities to climate change and increased precipitation of nitrogen(N) and sulfur (S) compounds. High-throughput sequencing approaches were used to investigate the taxonomic and functional composition of microbial communities, and quantitative PCR was used to specifically target the methanogen community. Two field studies including three ombrotrophic peatlands each that differed in climatological conditions and atmospheric N and S depositions, were used to investigate and compare the effect of large- and local-scale environmental conditions on microbial communities. The results show that the variation in geo-climatological (temperature and precipitation) and atmospheric deposition conditions along the latitudinal gradient modulate the peat microbial community composition and the abundance of active methanogens to a greater extent thansite-related microhabitats. Furthermore, a tight coupling between the plant community composition of a site and the composition of its microbial community was observed, and was found to be mainly driven by plants rather than microorganisms. These co-occurrence networks are strongly affected by seasonal climate variability and the interactions between species in colder areas are more sensitive to climate change. The long-term effects of warming and increased N and S depositions on the peat microbial communities were further investigated using an 18-year in-situ peatland experiment simulating these perturbations. The impacts of each of these perturbations on the microbial community were found to either multiply or counteract one another, with enhanced N deposition being the most important factor. While the long-term perturbations resulted in a substantial shift in the taxonomic composition of microbial communities, only minor changes occurred in genome-encoded functional traits, indicating a functional redundancy. This could act as a buffer maintaining ecosystem functioning when challenged by multiple stressors, and could limit future changes in greenhouse gases and carbonexchange.

This thesis explores key aspects for synthesizing data across spatiotemporal scales relevant for water resources management in an Eastern Africa context. Specifically, the potential of large scale global precipitation datasets (GPDs) in data limited regions to overcome spatial and temporal data gaps is considered. The thesis also explores the potential to utilize limited and non-continuous streamflow and stream water chemistry observations to increase hydrological process understanding. The information gained is then used to build a coherent hydro-climatic framework for streamflow modelling. In this thesis, Kilombero Valley Drainage Basin (KVDB) in Tanzania is used as an example of a data limited region targeted for rapid development, intensification and expansion of agriculture. As such, it is representative for many regions across the Eastern Africa. With regards to the data synthesis, two satellite products, three reanalysis products and three interpolated products were evaluated based on their spatial and temporal precipitation patterns. Streamflow data from KVDB and eight subcatchments were then assessed for quality with regards to missing data. Furthermore, recession analysis was used to estimate catchment-scale characteristic drainage timescale. Results from these streamflow analyses, in conjunction with a hydrological tracer-based analysis, were then used for improved understanding of streamflow generation in the region. Finally, a coherent modelling framework using the HBV rainfall-runoff model was implemented and evaluated based on daily streamflow simulation. Despite the challenges of data limited regions and the often large uncertainty in results, this thesis demonstrates that improved process understanding could be obtained from limited streamflow records and a focused hydrochemical sampling when experimental design natural variability were leveraged to gain a large  signal to noise ratio. Combining results across all investigations rendered information useful for the conceptualization and implementation of the hydro-climatic modelling framework relevant in Kilombero Valley. For example, when synthesized into a coherent framework the GPDs could be downscaled and used for daily streamflow simulations at the catchment scale with moderate success. This is promising when considering the need for estimating impacts of potential future land use and climate change as well as agricultural intensification. / Denna avhandling utforskar aspekter på att syntetisera data med olika rumslig och temporal upplösning, vilket är centralt för vattenförvaltning i östra Afrika. Särskilt fokus ligger på att undersöka möjligheten till att använda globala nederbördsdataset för att fylla rumsliga och temporala luckor där data saknas. Avhandlingen undersökeräven möjligheten till att använda flödesdata med icke-kompletta tidsserier samt kemidata från vattendrag för att utöka kunskap-en om hydrologiska processer. Informationen används för att bygga upp ett integrerande ram-verk för hydro-klimatologisk modellering som exempelvis kan användas för att utforska ef-fekten av ett utökat och intensifierat jordburk på vattenresurser. I denna avhandling användes Kilomberodalens avrinningsområde (Tanzania) som exempel på ett databegränsat område där det pågår en intensiv utökning av jordbruksverksamhet. Detta område kan ses som representa-tivt för ett stort antal områden inom östra Afrika.Datasyntesen innefattade två nederbördsprodukter baserade på satellitdata, tre baserade på återanalysprodukter samt två baserade på interpolering av observervationsdata från regnmä-tare. Dessa åtta produkter utvärderades baserat på deras nederbördsmönster i rum och tid. Ut-över detta utvärderades vattenföringsdata från Kilomberodalens avrinningsområde samt åtta delavrinningsområden utifrån mängden saknad data i respektive tidsserie. Vidare användes resultaten från hydrologisk recessionsanalysför att uppskatta den karaktäristiska avrinningsti-den för avrinningsområden. Resultaten från recessionsanalysensamthydrologiskt spårämnes-försök användessedan för att utöka kunskapen om avrinningsbildning och vattenföring i om-rådet samt som stöd i valet av hydrologiskt modelleringsverktyg. Avslutningsvis användes HBV-avrinningsmodellen för att simulera daglig vattenföring. Trots utmaningen i att arbeta iett databegränsat område och de osäkerheter i resultat som detta tenderar att leda till visar resultaten att det var möjligt att använda begränsad vattenfö-ringsdata och vattenkemidata för att utöka den hydrologiska processförståelsen av området. Detta möjliggjordes genom ett experimentellt upplägg som utnyttjade till ett stort signal-till-brusförhållande under rådande förhållanden av naturlig variabilitet. Kombinerade resultat från alla genomförda studier kunde utnyttjas vid konceptualiseringen och implementeringen av ramverket för hydroklimatologisk modellering av Kilomberodalens avrinningsområde. Till exempel kunde de globala nederbördsdataseten användas för lokal modellering av flödesdata med viss framgång efter syntes och implementering i det integrerande ramverket för hydro-klimatologisk modellering. Detta är lovande med tanke på behovet av att undersöka vilken påverkan möjliga framtida förändringar i markanvändning, klimat samt jordbruk har på den lokala och regionala miljön. / <p>At the time of the doctoral defense, the following papers were unpublished and had a status as follows: Paper 3: Manuscript. Paper 4: Manuscript.</p>