Что такое секвестрация углерода в почве?

Проще говоря, секвестрация углерода в почве — это процесс переноса углерода, содержащегося в атмосфере, в почву с помощью растений в качестве среды. Но для полного понимания этого процесса необходимо разобраться, что на самом деле означает секвестрация углерода и почему она необходима.

Углерод (C) — это энергетическая валюта, поддерживающая жизнь на Земле. Он встречается в качестве строительных блоков живых организмов — как флоры, так и фауны, в виде газа в воздухе, растворенного в воде в океанах и водоемах, и, наконец, хранится в составе сложных соединений разложившихся материалов в почве.

На Земле содержится ограниченное количество углерода, который регулярно перемещается из одного места и формы в другое, и это то, что мы называем... углеродный цикл. Круговорот углерода — это природное явление, благодаря которому жизнь на нашей планете возможна.

Например, растения поглощают атмосферный углекислый газ в качестве сырья для фотосинтеза, необходимого для роста их биомассы. Накопленный таким образом углерод высвобождается в атмосферу в процессе дыхания как у растений, так и у животных, питающихся этими растениями.

Углерод также непосредственно высвобождается в почву при отмирании растений и разложении их биомассы. Этот последний способ высвобождения углерода из мертвой биомассы и его осаждения в почве является основным принципом связывания углерода в почве.

В результате почвы помогают удерживать углерод на поверхности земли, что не только повышает плодородие почвы, но и предотвращает его утечку в аэросферу.

Теперь мы знаем, что увеличение уровня CO2, парникового газа, в атмосфере является одним из главных факторов, способствующих возникновению самой большой угрозы, с которой когда-либо сталкивались Земля и человечество, — изменения климата.

Однако широко распространенная практика интенсивного сельского хозяйства в последние столетия привела к быстрому переносу углерода из почвы в атмосферу. Секвестрация углерода в почве — это процесс, направленный на обращение вспять этой тенденции путем увеличения запасов углерода в почве и, таким образом, компенсации огромных объемов углерода, выбрасываемых в аэросферу Земли, что поможет смягчить темпы и последствия изменения климата.

Как происходит связывание углерода в почве?

В сельскохозяйственных экосистемах секвестрация углерода в почве также известна как углеродное земледелие, которое включает в себя внедрение методов и видов деятельности по управлению сельскохозяйственными угодьями, способствующих либо поглощению большего количества углерода почвой, либо увеличению удержания углерода, уже имеющегося на сельскохозяйственных землях.

Каким образом углерод попадает в почву?

Поступление углерода в почву происходит двумя различными способами и в двух различных формах. Первый — более распространенный процесс, включающий преобразование CO2 из воздуха в органический углерод почвы (ОУП).

Растения производят пищу под воздействием солнечного света и атмосферного CO2. Произведенная таким образом пища превращается в сахара (состоящие из углерода), которые накапливаются в тканях растения. Леса удерживают углерод в этой форме в течение десятилетий или даже столетий. Однако недолговечные сельскохозяйственные культуры после отмирания и разложения высвобождают углерод в почву.

Углерод также хранится в почве в другой форме, называемой карбонатами, которые образуются при непосредственном растворении аэросферного CO2 в воде и хранятся в неорганической форме путем соединения с различными минералами, такими как кальций и магний.

Этот способ хранения углерода позволяет удерживать углерод в течение тысяч лет, в отличие от нескольких десятилетий, характерных для органического углерода в почве. Однако, поскольку уровень органического углерода в почве в агроэкосистемах можно контролировать и повышать с помощью целенаправленных методов управления земельными ресурсами, он обладает огромным потенциалом для повышения продуктивности сельскохозяйственных угодий, а также может выступать в качестве технологии с отрицательными выбросами, снижающей выбросы в атмосферу.

Методы управления, направленные на увеличение накопления углерода в почве и чистого поглощения CO2.

Было выявлено и обнаружено несколько методов управления сельскохозяйственными угодьями, которые приводят к увеличению запасов почвенного углерода за счет удаления аэрозольных частиц. углекислый газ.

Некоторые из этих мер используются для уменьшения потерь углерода из почвы, другие — для увеличения его содержания в почве, а третьи сочетают в себе преимущества обоих подходов.

Некоторые из этих методов уже существуют и очень легко внедряются, в то время как другие представляют собой инновационные или экспериментальные подходы, которые сегодня могут быть неприменимы к обычным фермерам, но демонстрируют многообещающие результаты в будущем.

Рассмотрим некоторые традиционные методы управления, также известные как передовые методы управления для связывания углерода в сельскохозяйственных почвах.

1. Сокращенная обработка почвы или безотвальная обработка почвы.

Обработка почвы — это процесс периодического рыхления почвы, обычно перед посевом, для подготовки земли к прорастанию семян и для обработки остатков урожая, находящихся на участке.

Обработка почвы является основной причиной выноса углерода из почвы непосредственно в аэросферу, поскольку она подвергает органический углерод почвы воздействию воздуха, и в процессе аэрации он выбрасывается в аэросферу в виде CO2.

Напротив, сокращение обработки почвы — это метод управления, направленный на уменьшение потерь CO2 из почвы.

В традиционном сельском хозяйстве земли интенсивно обрабатываются. Однако точное земледелие и передовые методы значительно сократили необходимость в обработке почвы. Практика земледелия, при которой полностью исключается любая обработка почвы в течение цикла роста культуры, известна как беспахотное земледелие.

Как обработка почвы методом минимальной вспашки, так и безотвальная обработка почвы в основном применяются фермерами для уменьшения эрозии почвы. Однако исследования показали, что преимущества этих методов проявляются в высоком уровне удержания органического углерода в почве.

Однако на эффективность снижения обработки почвы в сохранении углерода в почве могут влиять и другие факторы, такие как влажность, топография местности и т. д.

2. Покровные культуры и севооборот: поглощают ли покровные культуры углерод?

Введение покровных культур в севооборот сельскохозяйственных угодий может принести двойную пользу в плане поглощения углерода почвой. С одной стороны, покровные культуры, которые по своей природе обладают высокой остаточной способностью и богаты питательными веществами, будут служить оптимальным источником углерода в почве за счет мульчирования.

С другой стороны, покрытие земли в течение всего года, особенно в период между сбором урожая и повторной посадкой, когда почва подвергается воздействию окружающей среды, значительно снижает количество углерода, теряемого в аэросферу.

Как и в предыдущем случае, покровные культуры обладают множеством других преимуществ, помимо хранения углерода, таких как удержание влаги, повышение плодородия почвы, дополнительный источник дохода и так далее.

В качестве альтернативы, для получения аналогичных преимуществ, использование покровных культур можно заменить непрерывным севооборотом, охватывающим весь год с минимальным периодом залежи. Однако эту интенсивную систему следует использовать только в том случае, если почва способна устойчиво выдерживать повышенное потребление питательных веществ и влаги.

3. Переход к многолетним культурам

Преобразование пахотных земель под однолетние культуры в земли под многолетние культуры, такие как деревья и злаки, является одним из наиболее эффективных способов увеличения запасов органического углерода в почве. Хотя фермеры могут скептически относиться к преобразованию пахотных земель в пастбища и лесные массивы, во многих случаях это может быть наиболее оптимальным способом достижения нашей цели.

Например, в районах, подверженных сильной деградации земель, или на сельскохозяйственных угодьях, истощенных из-за недостатка плодородия, посадка многолетних трав и деревьев не только защищает и восстанавливает эти земли, но и приводит к значительному увеличению запасов органического углерода в почве, а также запасов углерода в виде биомассы.

Более того, переход от однолетних культур к многолетним не обязательно означает полную трансформацию. Агролесоводство — это уникальная система земледелия, которая сочетает в себе однолетние культуры с многолетними культурами и деревьями.

Это один из лучших методов ведения сельского хозяйства, обеспечивающий продовольственную безопасность, сохранение биоразнообразия, защиту земель и, в нашем случае, поглощение углерода почвой.

4. Добавление навоза и компоста

Этот метод управления напрямую обогащает почву органическим углеродом, что приводит к увеличению запасов органического углерода в наших сельскохозяйственных угодьях. Кроме того, добавление навоза или компоста повышает плодородие почвы, тем самым улучшая урожайность и продуктивность сельскохозяйственных культур.

Это приведет к увеличению поглощения углерода растениями, и, следовательно, больше углерода будет добавлено в почву.

При использовании этого метода управления для удаления углерода из аэросферы важно учитывать, что углерод, который мы добавляем непосредственно в почву в виде навоза, уже был удален из аэросферы.

Таким образом, для максимально возможного расширения масштабов углеродного земледелия на сельскохозяйственных землях, наилучшим вариантом для повышения подотчетности и общей эффективности будет использование навоза, приготовленного непосредственно на ферме.

Поглощение углерода почвой на сельскохозяйственных угодьях можно увеличить, используя различные методы и приемы управления, подобные упомянутым ранее. Это принесет фермерам ряд преимуществ, прежде всего в виде увеличения урожайности за счет повышения плодородия почвы.

Кроме того, широкое внедрение этих методов управления приведет к удалению основных парниковых газов из атмосферы и сможет компенсировать серьезные опасения, которые глобальное потепление и изменение климата представляют для будущего сельского хозяйства на нашей планете.

Более того, благодаря углеродному земледелию и механизмам углеродного кредитования фермеры могут зарабатывать значительные суммы денег, просто внедряя эти методы, что еще больше способствует достижению главной цели — увеличению урожайности сельскохозяйственных культур.

Наконец, первым шагом для фермеров к использованию связывания углерода в почве как средства повышения урожайности и дохода, а также обеспечения экологической устойчивости является лучшее понимание своей почвы.

Для систематического и научного отбора проб почвы и запасов углерода целесообразно использовать такие технологические решения, как... Анализ почвенных данных к ГеоПард.

Как уже упоминалось ранее, количество углерода, которое могут хранить земли, зависит от множества внутренних и внешних факторов. Поэтому..., Полевое тестирование и Топографический анализ являются эффективными инструментами для определения приоритетности ваших земель для углеродного земледелия.

Часто задаваемые вопросы

1. Что такое почва?

Почва — это верхний слой земной поверхности, служащий естественной средой для роста растений. Она представляет собой смесь органических веществ, минералов, воздуха, воды и бесчисленных микроорганизмов. Почва обеспечивает растения необходимыми питательными веществами, опорой и опорой, позволяя им процветать и укореняться.

Почва служит резервуаром для воды и питательных веществ, играет решающую роль в круговороте питательных веществ и является средой обитания для разнообразных организмов. Почва — это ценный ресурс, поддерживающий жизнь и жизненно важный для сельского хозяйства и функционирования экосистем.

2. Что такое секвестрация углерода в сельском хозяйстве? Как работает углеродное земледелие?

Секвестрация углерода в сельском хозяйстве — это процесс улавливания и хранения углекислого газа (CO2) из атмосферы в сельскохозяйственных системах, главным образом, через растения и почву. Этот процесс помогает смягчить изменение климата за счет снижения концентрации парниковых газов.

3. Каким образом почва поглощает CO2 из атмосферы? И каким образом растения поглощают углерод?

Почва поглощает CO2 из атмосферы посредством процесса, известного как секвестрация углерода. Растения поглощают CO2 в процессе фотосинтеза и преобразуют его в органические углеродные соединения, которые затем высвобождаются в почву через их корни и разлагающиеся растительные остатки.

Органическое вещество в почве действует как поглотитель углерода, накапливая его в течение длительного времени. Кроме того, почвенные микроорганизмы играют важную роль, разлагая органическое вещество и преобразуя его в стабильные формы углерода.