Varierede forudsigelser for jordens organiske stof som klimaændringer

De varmeste måneder. De snefuldeste vintre. Katastrofale oversvømmelser og tørker.

Klimaændringer påvirker liv over hele verden på drastiske og uforudsigelige måder. Denne uforudsigelighed strækker sig også til de mere subtile – men stadig vigtige – virkninger af klimaændringer.

For eksempel, det er usikkert, hvordan klimaændringer vil påvirke jordbunden og deres evne til at understøtte produktive landbrug eller sunde naturlige økosystemer.

I en ny undersøgelse, forskere brugte digitale teknikker til at forudsige, hvordan en vital jordkarakteristika, organisk kulstof i jorden, kan blive ændret af klimaændringer.

"Organisk kulstof i jorden er en væsentlig determinant for jordens sundhed, " siger Jonathan Gray, hovedforfatter af undersøgelsen. "Det påvirker mange kemikalier, fysisk, og jordens biologiske egenskaber, såsom frugtbarhed og vandholdende kapacitet." Gray er seniorforsker ved New South Wales Office of Environment &Heritage i Australien og udfører også ph.d.-studier ved University of Sydney.

Forskerne brugte 12 klimaændringsmodeller til at forudsige, hvordan jordens organiske kulstofniveauer varierer med klimaændringer. De modeller, der blev brugt i undersøgelsen, afspejlede en hel række af forventede globale klimaresultater. De var også anvendelige til den specifikke undersøgelsesregion i New South Wales i det sydøstlige Australien.

Resultaterne var varierede. "Størstedelen af ​​modellerne viste et fald i jordens organiske kulstof med klimaændringer, " siger Gray. "Men nogle få af modellerne forudsagde faktisk en stigning."

Hvorfor de forskellige forudsigelser? Gray tilskriver det usikkerheder inden for klimaændringsmodellerne. "Vi har brug for mere overensstemmelse mellem klimaforandringer, før vi med sikkerhed kan forudsige, hvordan jordens organiske kulstofniveauer vil opføre sig, " han siger.

Forskerne opdagede også, at graden af ​​ændringer i jordens organiske kulstof varierede på tværs af jordtyper, nuværende klima, og arealanvendelsesordninger. For eksempel, det forventede gennemsnitlige fald i jordens organiske kulstof var mindre end et ton pr. hektar for sandet, lav-frugtbar jord under tørre forhold under dyrkningsregimer. Det var 15 gange så meget for lerrige, frugtbar jord under våde forhold under indfødte vegetationsregimer.

"Denne viden kan hjælpe os til bedre at forstå og forudsige, hvor de største potentielle tab eller gevinster i jordens kulstof kan forekomme, " siger Gray.

Det er afgørende at forudsige ændringer i jordens organiske kulstof. "Det ville give os mulighed for bedre at forberede os på og tilpasse os ændrede jordbundsforhold, " siger han. "Det ville i sidste ende forbedre, hvordan vi forvalter både landbrugs- og indfødte økosystemer."

Gray og hans kolleger kombinerede forskellige digitale metoder for at opnå kortlægning i meget høj opløsning. I stedet for den typiske 10 km opløsning, holdet opnåede opløsning på 100 meter. Dette gjorde det muligt for forskerne at forbinde jordens organiske kulstofændringer med specifikke jordtyper eller arealanvendelsesmønstre.

"Vores model tilbød en mere begrebsmæssig enkel, men stadig robust, alternativ til de mere komplekse dynamiske modelleringsmetoder, der normalt bruges, " forklarer Gray.

Mens denne undersøgelse fokuserede på New South Wales, Gray mener, at resultaterne også vil gælde områder uden for undersøgelsesstedet. "Det faktiske kort over forventet organisk kulstofændring i jorden er af størst relevans for New South Wales, " siger han. "Men de vigtigste resultater af undersøgelsen er globalt anvendelige."

Gray forsøger nu at forudsige, hvordan andre vigtige jordegenskaber, såsom næringsstoffer og surhedsgrad, vil blive påvirket af forventede klimaændringer. "Disse variabler vil også påvirke vores landbrugs- og indfødte økosystemer, " siger Gray.

At forstå, hvordan klimaændringer påvirker jordbundens egenskaber, kan faktisk også give mere nøjagtige klimaændringsmodeller. "At være i stand til at forudsige jordens potentiale til at lagre kulstof eller frigive det til atmosfæren vil være afgørende for fremtidige modeller for klimaændringer og afbødningsstrategier, " siger Gray.