Efter branden, trækul går imod kornet, med strømmen

Når en skovbrand decimerede mere end 3, 000 hektar Rice University-ejet timberland i 2011, biogeokemiker Carrie Masiello så en sølvkant i de sorte træer.

Masiello er ekspert i, hvordan kulstof opfører sig i jorden, og hun bemærkede et irriterende problem i både den videnskabelige litteratur og resultater fra hendes laboratorium:Trækul er rigeligt i jord, især i frugtbare regioner som Europas brødkurv og Amerikas majsbælte, men selvom det er klart, at det meste jordkul stammer fra brande, det var slet ikke klart, hvorfor det blev der så længe, ​​eller hvordan det kom i jorden efter en brand.

I en nyligt offentliggjort undersøgelse i Journal of Geophysical Research , Masiello og kolleger, herunder nuværende og tidligere kandidatstuderende Lacey Pyle og Kate Magee, analyserede jordprøver, der blev indsamlet efter branden, og fandt ud af, at trækul opførte sig meget anderledes end andre former for jordkulstof, da jorden kom tilbage fra branden.

"Vi kiggede på alle former for kulstof i jorden, både umiddelbart efter branden og over en to-årig periode, og vi fandt ud af, at det blev mere jævnt fordelt over tid, hvilket er et tegn på, at landet var ved at vende tilbage til sin oprindelige tilstand, "Sagde Masiello.

"Trækul opfører sig lige modsat. Distributionen blev mere ujævn med tiden, og vi tror, ​​det er fordi det er flydende og bliver flyttet af vand og koncentreret sig på lave steder i landskabet. "

Masiello sagde, at det ikke var en overraskelse, at trækul var flydende. Faktisk, forskergruppen havde specifikt valgt flade forskningssteder, fordi tidligere undersøgelser havde vist, at kulstof i jorden havde tendens til at vandre ned ad bakke over tid. Overraskelsen var, i hvilket omfang trækul fra branden var blevet koncentreret, selv i mangel af bemærkelsesværdig topografisk lettelse.

"Det blev ret effektivt fordelt på landskabet, sagde Pyle, undersøgelsens hovedforfatter. "I stedet for at blive, hvor det oprindeligt blev deponeret, den havde en tendens til at bevæge sig vandret hen over landskabet. Det samlede indhold af trækul på vores undersøgelsessteder ændrede sig ikke drastisk i løbet af tidsperioden, men hvor vi fandt det, ændrede det sig en del. "

Trækulets fordele som jordændring er firdoblet:Det reducerer atmosfærisk kuldioxid og forurening, forbedrer afgrødeproduktiviteten, tillader landbrug i områder med marginale jordarter og gør jorden mere modstandsdygtig over for både tørke og oversvømmelse.

I 2008, Masiello og studieforfatter William Hockaday, derefter på Rice og i øjeblikket på Baylor University, begyndte for alvor at studere jordkul efter at have vundet en $ 10, 000 præmie i byen Houston's "Recycle Ike" -konkurrence i kølvandet på orkanen Ike. Stormen efterlod 5,6 millioner kubikmeter faldne træer, ødelagte grene og dødt grønt i Houston, og Rices team indtog førstepladsen i konkurrencen med deres plan om at omdanne træet til kul i biomasse, eller "biochar, "til brug som en ændring af CO2-fangende jord.

I efterfølgende undersøgelser, Masiellos laboratorium har undersøgt biochar produktion, mikrobielle påvirkninger, hydrologiske egenskaber og forureningsreducerende virkninger.

"Mere kulstof i jorden er godt, og når vi tænker på måder at stabilisere og øge jordens kulstofbeholdning, trækul er en oplagt mulighed, "Sagde Masiello.

For at få størst udbytte af biochar, Masiello sagde, forskere og landforvaltere skal bedre forstå skæbnen og transporten af ​​jordkul, og at studere naturligt forekommende jordkul er en god måde at opnå den forståelse på.

"Vi ved, at masser af kulstof i jorden er gammelt, " hun sagde, tilføjer, at alderen af ​​jordkul målt med radiocarbon dating "tyder på, at det er svært at nedbryde. Men når vi bringer det ind i laboratoriet, det viser sig, at det ikke er så svært at nedbryde. "

Resultaterne fra naturbrandstudiet giver et nyt fingerpeg om, hvordan naturligt forekommende trækul kan forblive stabilt i lange perioder, Sagde Masiello.

"Det er muligt, at trækulens mobilitet i landskabet og dens tendens til at blive koncentreret på lavtliggende steder kan gøre det mere sandsynligt, at trækulet fra naturbrande bliver begravet og inkorporeret dybt i jordbunden, og at disse aflejringer fungerer som en slags trækul, der frigiver trækul i jorden over lange tidsrum. "