Войти
Углерод почвы относится к твердому веществу суши, хранящемуся в почвах всего мира. Сюда входят как органическое вещество почвы, так и неорганический углерод в виде карбонатных минералов. Почвенный углерод является поглотителем углерода в отношении глобального углеродного цикла, играет роль в биогеохимии, смягчении последствий изменения климата и строительстве глобальные модели климата.
Почвенный углерод присутствует в двух формах: неорганической и органической. Неорганический углерод почвы состоит из минеральных форм углерода, полученных либо в результате выветривания исходного материала, либо в результате реакции почвенных минералов с атмосферным CO 2. Карбонатные минералы являются доминирующей формой углерода почвы в климате пустыни. Органический углерод почвы присутствует в виде органического вещества почвы. Он включает относительно доступный углерод в виде свежих растительных остатков и относительно инертный углерод в материалах, полученных из растительных остатков: гумус и древесный уголь.
Хотя точное количество трудно определить По оценкам, деятельность человека вызвала значительные потери органического углерода в почве. Из 2700 Гт углерода, хранящегося в почвах во всем мире, 1550 ГтС - это органический углерод, а 950 ГтС - неорганический углерод, что примерно в три раза больше, чем нынешний атмосферный углерод, и в 240 раз выше, чем нынешние годовые выбросы от ископаемого топлива. Баланс почвенного углерода поддерживается в торфе и заболоченных землях (150 ГтС), а также в растительном опаде на поверхности почвы (50 ГтС). Для сравнения: 780 ГтС в атмосфере и 600 ГтС в всех живых организмах. Океанический бассейн составляет 38 200 ГтС.
Около 60 ГтС / год накапливается в почве. Эти 60 ГтС / год представляют собой остаток в 120 ГтС / год , сокращенный из атмосферы наземными растениями фотосинтез, уменьшенный на 60 ГтС / год дыхания растений . Эквивалент 60 ГтС / год вдыхается из почвы, присоединяясь к дыханию растений 60 ГтС / год, чтобы вернуться в атмосферу.
Органический углерод почвы делится между живой почвой биота и мертвый биотический материал, полученный из биомассы. Вместе они составляют почвенную пищевую сеть, где живой компонент поддерживается компонентом биотического материала. Биота почвы включает дождевых червей, нематод, простейших, грибов, бактерий и различных членистоногих.
Детрит, возникающий в результате старения растений, является основным источником почвенного органического углерода. Растительные материалы с клеточными стенками с высоким содержанием целлюлозы и лигнина разлагаются, а не- вдыхаемый углерод сохраняется в виде перегной. Целлюлоза и крахмалы легко разлагаются, что приводит к короткому времени пребывания. Более стойкие формы органического углерода включают лигнин, гумус, органическое вещество, инкапсулированное в почвенных агрегатах, и древесный уголь. Они сопротивляются изменениям и имеют длительное время пребывания.
Органический углерод почвы обычно концентрируется в верхнем слое почвы. Верхний слой почвы колеблется от 0,5% до 3,0% органического углерода для большинства нагорных почв. Почвы с содержанием органического углерода менее 0,5% в основном ограничены пустынными территориями. Почвы, содержащие более 12-18% органического углерода, обычно классифицируются как органические почвы. Высокие уровни органического C развиваются в почвах, поддерживающих экологию водно-болотных угодий, отложение паводков, экологию пожаров и деятельность человека.
Огненные формы углерода присутствуют в большинстве почв в виде необработанного древесного угля и выветренного черного углерода. Органический углерод почвы обычно на 5-50% состоит из полукокса, а его уровни выше 50% встречаются в почвах моллизол, чернозем и terra preta.
Экссудаты корней - еще один источник углерода в почве. 5–20% общего углерода растений, фиксируемого во время фотосинтеза, поступает в виде корневых экссудатов в поддержку ризосферной мутуалистической биоты. Популяции микробов обычно выше в ризосфере, чем в прилегающей насыпной почве.
Портативная система дыхания почвы, измеряющая поток CO 2 в почве Органический углерод жизненно важен для емкости почвы для предоставления edaphic экосистемных услуг. Состояние этой способности называется здоровьем почвы, термином, который передает ценность понимания почвы как живой системы, в отличие от абиотического компонента. Конкретные связанные с углеродом критерии, используемые для оценки здоровья почвы, включают выброс CO 2, уровни гумуса и метаболическую активность микробов.
Обмен углерода между почвами и атмосферой является важной частью мирового углеродного цикла. Углерод, поскольку он относится к органическому веществу почв, является основным компонентом здоровья водосборного бассейна. Несколько факторов влияют на вариации, существующие в почвенном органическом веществе и почвенном углероде; наиболее значительным в наше время было влияние человека и сельскохозяйственных систем.
Хотя точное количество трудно измерить, деятельность человека привела к огромным потерям органического углерода в почве. Первым было использование пожара, который удаляет почвенный покров и приводит к немедленным и постоянным потерям почвенного органического углерода. Обработка почвы и дренаж подвергают органическое вещество почвы воздействию кислорода и окисления. В Нидерландах, Восточной Англии, Флориде и дельте Калифорнии проседание торфяных земель в результате окисления был тяжелым в результате обработки почвы и дренажа. Выпас, который подвергает почву обнажению почвы (через периоды чрезмерного или недостаточного восстановления), также может вызывать потери органических почв.
Естественные колебания содержания углерода в почве возникают в результате климата, организмов, исходного материала, время и облегчение. Наибольшее современное влияние оказали люди; например, содержание углерода в австралийских сельскохозяйственных почвах исторически могло быть вдвое выше нынешнего диапазона, который обычно составляет от 1,6 до 4,6%.
Долгое время считалось, что Фермеры корректируют практику, чтобы поддерживать или увеличивать органический компонент в почве. С одной стороны, не приветствуются методы, ускоряющие окисление углерода (такие как сжигание стерни или чрезмерная культивация); с другой стороны, приветствуется включение органических материалов (например, в навоз ). Увеличение содержания углерода в почве - непростая задача; он усложняется относительной активностью почвенной биоты, которая может потреблять и выделять углерод, и становится более активной за счет добавления азота удобрений.
Наиболее однородными и полными данными по содержанию органического углерода / веществ в европейских почвах остаются те, которые могут быть извлечены и / или получены из Европейской базы данных почв. в сочетании с соответствующими базами данных по земному покрову, климату и топографии. Смоделированные данные относятся к содержанию углерода (%) в поверхностном горизонте почв в Европе. При инвентаризации имеющихся национальных наборов данных семь государств-членов Европейского Союза имеют доступные наборы данных по органическому углероду. В статье «Оценка органического углерода почвы в Европе на основе данных, собранных через европейскую сеть » (Ecological Indicators 24, pp. 439–450), проводится сравнение национальных данных с данными моделирования. Данные LUCAS по органическому углероду почвы измеряются в точках обследования, и агрегированные результаты на региональном уровне показывают важные выводы. Наконец, новая предложенная модель для оценки органического углерода в сельскохозяйственных почвах оценивает текущий запас верхнего SOC в 17,63 Гт в сельскохозяйственных почвах ЕС. Эта модель моделирования была обновлена путем интеграции компонента эрозии почвы для оценки боковых потоков углерода.
Большая часть современной литературы по почвенному углероду посвящена его роли или потенциалу., как атмосферный сток углерода для компенсации изменения климата. Несмотря на этот акцент, улучшается гораздо более широкий спектр аспектов здоровья почвы и водосбора по мере увеличения содержания углерода в почве. Эти преимущества трудно определить количественно из-за сложности систем природных ресурсов и интерпретации того, что составляет здоровье почвы; тем не менее, в следующих пунктах предлагается несколько преимуществ:
Лес почвы представляют собой большой резервуар углерода. Антропогенная деятельность, такая как обезлесение, вызывает выбросы углерода из этого резервуара, что может значительно увеличить концентрацию парникового газа (ПГ) в атмосфере. В соответствии с Рамочной конвенцией Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК ООН) страны должны оценивать и сообщать о выбросах и удалении парниковых газов, включая изменения в накоплениях углерода во всех пяти резервуарах (надземная и подземная биомасса, валежная древесина, мусор и почвенный углерод) и связанные с ними выбросы и абсорбция в результате землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства в соответствии с руководящими указаниями по эффективной практике Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Вырубка тропических лесов составляет почти 25 процентов от общих антропогенных выбросов парниковых газов во всем мире. Обезлесение, деградация лесов и изменения в практике управления земельными ресурсами могут вызвать выбросы углерода из почвы в атмосферу. По этим причинам необходимы надежные оценки запасов и изменений запасов органического углерода в почве для Сокращения выбросов в результате обезлесения и деградации лесов и отчетности по парниковым газам в рамках РКИК ООН.
Правительство Танзании - вместе с Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций и финансовой поддержкой правительства Финляндии - реализовали программу мониторинга углерода в почве лесов для оценки запасов углерода в почве, используя как методы обследования, так и методы моделирования.
