Ο οργανικός άνθρακας του εδάφους στις σαβάνες μειώνεται με την ανθρωπογενή κλιματική αλλαγή
Ο Δρ Kebonye Dintwe και ο Dr. Gregory Okin από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια του Λος Άντζελες (UCLA) ερεύνησαν την απόκριση των ροών οργανικού άνθρακα του εδάφους (SOC) στην κλιματική αλλαγή στην Καλαχάρι. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε ένα πλαίσιο που τα κλιματικά μοντέλα υποδεικνύουν ότι η κλιματική αλλαγή είναι πιθανό να επηρεάσει την ανακύκλωση του άνθρακα (C) στις ξηρές περιοχές, ιδιαίτερα στις σαβάνες.
Τα υπάρχοντα μοντέλα δεν ποσοτικοποιούν ούτε υποδεικνύουν το μέγεθος και την αλλαγή κατεύθυνσης των ροών SOC ως απόκριση στην κλιματική αλλαγή. Σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το μοντέλο Century για να αναλύσουν τον τρόπο με τον οποίο η δέσμευση C του εδάφους, η αναπνοή του εδάφους και η καθαρή πρωτογενής παραγωγικότητα (NPP) θα επηρεάσουν την αύξηση του ατμοσφαιρικού CO2 και θερμοκρασία εδάφους.
Αξιολόγησαν επίσης τις συνδυασμένες επιπτώσεις της βροχόπτωσης και της αλλαγής θερμοκρασίας στη δυναμική της C στο πλαίσιο τριών σεναρίων της Διακυβερνητικής Επιτροπής για την Κλιματική Αλλαγή (IPCC). ιστορικά, RCP2.6 και RCP8.5 (Representative Concentration Pathway). Επιπλέον, αξιολόγησαν τις αποσυνδεδεμένες επιδράσεις καθεμιάς από τις κλιματικές μεταβλητές σύμφωνα με τα τρία σενάρια εκπομπής άνθρακα της IPCC. Το RCP2.6 αντιπροσωπεύει σενάριο χαμηλών εκπομπών, ενώ το RCP8.5 αντιπροσωπεύει σενάριο πολύ υψηλών εκπομπών άνθρακα.
Στη μελέτη τους, οι Dintwe και Okin υπολόγισαν τον συνολικό οργανικό άνθρακα του εδάφους (SOC) στις σαβάνες της Καλαχάρι να είναι 0,9 Pg C (1 Pg =10 g) στο μέτρο κορυφής. Εκτιμάται ότι τα εδάφη στο Καλαχάρι θα χάσουν περίπου 10% και 18% SOC στο άνω μέτρο κάτω από τα RCP2.6 και RCP8.5, αντίστοιχα. Ο ρυθμός απώλειας SOC λόγω της κλιματικής αλλαγής εκτιμάται σε ~1,1 Tg C έτος (1 Tg =10 g) και ~2,0 Tg C έτος κάτω από το RCP2,6 και το RCP8,5, αντίστοιχα μέχρι το τέλος αυτού του αιώνα.
Λόγω της υπάρχουσας ισχυρής κλίσης βροχόπτωσης από βορρά-νότου, ομοιογενούς υφής εδάφους και χαμηλής περιεκτικότητας σε SOC, η Καλαχάρι χρησιμοποιήθηκε ως εκπρόσωπος των παγκόσμιων σαβάνων. Επομένως, εάν η απώλεια SOC στην Καλαχάρι προέκταση στις παγκόσμιες σαβάνες, οι ερευνητές υπολόγισαν την καθαρή απώλεια SOC ~28,4 Tg C y και 64,1 Tg C έτος κάτω από τα RCP2.6 και RCP8.5, αντίστοιχα.
Η μελέτη έδειξε περαιτέρω ότι η αύξηση της θερμοκρασίας του εδάφους οδηγεί σε απώλεια οργανικού άνθρακα του εδάφους (SOC) επιταχύνοντας την αναπνοή του εδάφους. Από την άλλη, διπλασιάζοντας το CO2 της ατμόσφαιρας συγκέντρωση προκαλεί αύξηση του SOC. Αν και αύξηση του ατμοσφαιρικού CO2 θα ενίσχυε την παραγωγικότητα των φυτών, ιδιαίτερα το C3 φυτά, η αύξηση της θερμοκρασίας του εδάφους πιθανότατα θα εξουδετερώσει τις επιπτώσεις του CO2 ενισχύοντας την απώλεια C του εδάφους μέσω της μικροβιακής αναπνοής, ενώ η μειωμένη βροχόπτωση πιθανόν να μειώσει την είσοδο C στο έδαφος.
Η μελέτη αποκάλυψε ότι η θερμοκρασία και η βροχόπτωση έχουν περίπου ίση συμβολή στη διατήρηση των αποθεμάτων SOC και ότι οι ροές C ανταποκρίνονται στο συνολικό άθροισμα της επίδρασης της αλλαγής της θερμοκρασίας και της βροχόπτωσης. Η ταχεία απώλεια C από τα εδάφη των σαβάνων θα μπορούσε να επιταχύνει την υπερθέρμανση του πλανήτη και να ενισχύσει τους μηχανισμούς θετικής ανάδρασης μεταξύ της κλιματικής αλλαγής και των διαδικασιών που ελέγχουν το SOC.
Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης υποστηρίζουν έντονα τη θετική ανάδραση μεταξύ του κύκλου SOC και του ατμοσφαιρικού C και υποδεικνύουν ότι αυτές οι ανατροφοδοτήσεις δεν λαμβάνονται επαρκώς υπόψη στα υπάρχοντα Μοντέλα Συστημάτων Γης (ESM) που αποτελούν μέρος του Έργου Διασύνδεσης Ζεύξης 5 (CMIP5). Υποστηρίζουμε τις αναθεωρήσεις του ESM όπως είναι απαραίτητο για να ληφθούν επαρκώς υπόψη τα θετικά σχόλια. Επιπλέον, αυτά τα αποτελέσματα καλούν τους υπεύθυνους χάραξης πολιτικής να λάβουν υπόψη τη βιογεωχημική διαδικασία που ασχολείται με ζητήματα κλιματικής αλλαγής.
Αυτή η μελέτη, ο οργανικός άνθρακας του εδάφους στις σαβάνες μειώνεται με την ανθρωπογενή κλιματική αλλαγή δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Geoderma . Ο Δρ. Kebonye Dintwe είναι ερευνητής στο Ινστιτούτο Τεχνολογικής Έρευνας &Καινοτομίας της Μποτσουάνα και ο Δρ Γκρεγκ Όκιν είναι καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες – Τμήμα Γεωγραφίας.
