Tropisk jordforstyrrelse kan være en skjult kilde til CO2

Tusind år gammel tropisk jord, der er fundet frem ved at accelerere skovrydning og landbrugets arealanvendelse, kan frigøre kuldioxid i atmosfæren, ifølge en ny undersøgelse fra forskere ved Florida State University.

I en undersøgelse af 19 lokaliteter i den østlige demokratiske republik Congo, forskere opdagede, at stærkt skovrydede områder udvaskes organisk kulstof, der er betydeligt ældre og mere bionedbrydeligt end det organiske kul, der er udvasket fra tæt skovbevoksede områder.

Frigivet fra dybere jordhorisonter og udvasket af regn i vandveje, at ældre, kemisk ustabilt organisk kulstof til sidst forbruges af strømlevende mikrober, som fortærer de rige forbindelser og puster kuldioxid tilbage i atmosfæren. Det er en proces, der kan bringe lokale økosystemer i fare og yderligere stimulere drivhuseffekten, sagde forskere.

"På mange måder, dette ligner det, der skete i Mississippi -flodbassinet for 100 år siden, og i Amazonas for nylig, "sagde studieforfatter Rob Spencer, en lektor i FSU's Department of Earth, Ocean og atmosfærisk videnskab. "Congo står nu over for konvertering af uberørte lande til landbrug. Vi vil gerne vide, hvad det kan betyde for kulstofkredsløbet."

Selvom de bredere virkninger af skovrydning på kulstofcyklussen er velkendte, forskere sagde deres fund, offentliggjort i dag i tidsskriftet Naturgeovidenskab , tyder på, at der er en yderligere vej eller lækage af kulstof til floder fra jord, der er revet af skovrydning og jordomdannelse.

"På dette tidspunkt, det er svært at kende størrelsen af ​​denne strømning og dermed den relative betydning af denne proces i forhold til andre menneskeskabte CO2 -kilder, men det vil sandsynligvis vokse med yderligere skovrydning og konvertering af arealanvendelse, "sagde den tidligere FSU -postdoktorforsker Travis Drake, undersøgelsens hovedforfatter. "Vi håber, at dette papir stimulerer mere forskning i den relative betydning af denne proces."

For bedre at skelne de forskellige jordarter i deres undersøgelse, forskere analyserede det opløste organiske kul, der blev drænet fra undersøgelsessteder til udstrømmende vandløb og floder. Brug af massespektrometradata i ultrahøj opløsning genereret af banebrydende værktøjer på FSU-hovedkvarteret National High Magnetic Field Laboratory, teamet fandt ud af, at de ældre opløste organiske stoffer, der blev udledt fra skovrydde områder, var mere energirige og kemisk forskellige end dem fra bedre bevarede skove

Samlet set, skovområder frigjorde betydeligt mere opløst organisk kulstof end skovrydde områder. Men de opløste organiske stoffer, der stammer fra de skovrydde og landomdannede regioner, var usædvanligt biologisk svage, eller velegnet til mikrobielt forbrug.

"Sammensat de opløste organiske stoffer fra skovrydde landskaber var fulde af den slags ting, mikrober foretrækker at spise - enklere og let tilgængelige forbindelser med masser af nitrogen, "sagde Drake, som nu forsker ved det schweiziske føderale teknologiske institut i Zürich. "Vi tror, ​​at mikrobielt forbrug af disse gamle organiske stoffer, der kommer fra jord, delvis kan forklare de højere koncentrationer af CO2, vi observerede i de skovrydde områdestrømme."

I udviklende tropiske regioner som Congo, skovrydningsrelateret jordforstyrrelse har potentiale til dramatisk at øge udvaskning af organisk kulstof ved nedbør. Dette tab af organisk stof kan kompromittere jordens frugtbarhed og reducere nedstrøms transport af kritiske næringsstoffer, der understøtter akvatiske og kystnære økosystemer.

Mere generelt, denne proces betyder, at kulstof, der sikkert blev udskilt på jorden i årtusinder, nu kunne komme tilbage til den moderne kulstofcyklus. Hvis, som forskere mener, at kulstof til sidst frigives til atmosfæren som kuldioxid, det kunne bidrage til drivhuseffekten.

Forskere sagde, at disse fund understreger, at det haster med at identificere virkningerne af skovrydning i anden og tredje orden, jordomdannelse og den ukontrollerede forstyrrelse af dyb, næringsrig jord i troperne. Selvom udbredt og systematisk skovbevaring er den bedste modgift, papiret foreslår, at mindre forstyrrende landbrugspraksis kan hjælpe med at opveje noget af destabiliseringen.

"Denne forskning fokuserer på Congo, fordi troperne virkelig er i spidsen for landbrugsbaseret konvertering af arealanvendelse, "Sagde Spencer.

"Ultimativt, det afhænger af bevarelse af skove, der vedligeholder og lagrer kulstof i jordbunden over længere tidsrum, "Drake tilføjet." Når der sker en konvertering af arealanvendelse, bedre praksis såsom terrasser, brug af bufferstrimler og påføring af organiske rester kan forbedre nogle af de observerede organiske carbonudvaskninger. "