Проблема оценки запасов почвенного углерода на Аляске

Прогнозирование изменений углерода в почве при деградации вечной мерзлоты — сложная задача. Разнообразный рельеф Аляски затрудняет оптимизацию размещения точек для сбора данных. Исследователи применили геопространственный подход, интегрирующий наблюдения с климатическими данными, типом земного покрова (кустарник, лес и др.), геологией и другими факторами. Они определили, что для улучшения оценок запасов углерода в различных условиях необходимо создать 484 новые точки наблюдений.

Почвы в зоне вечной мерзлоты содержат один из крупнейших резервуаров органического углерода на планете. Влияние на этот углерод изменений окружающей среды, включая его высвобождение в атмосферу, изучено недостаточно. Величина, уязвимость и пространственное распределение запасов почвенного углерода остаются основными источниками неопределенности. Данное исследование предлагает конкретные места для проведения новых полевых наблюдений. Собранные данные позволят снизить неопределенность в оценках почвенного углерода, а новые точки станут надежными пространственными ориентирами для изучения планеты.

Команда под руководством исследователей из Аргоннской национальной лаборатории разработала геопространственный метод для определения оптимального распределения точек наблюдений, позволяющего лучше охарактеризовать запасы органического углерода в почвах Аляски. Используя данные об условиях, влияющих на почвообразование, в качестве прокси для представления пространственного распределения углерода, ученые установили, что необходимо 484 новых точки для дополнения данных существующих проб. Это позволит охарактеризовать средние запасы углерода по всему почвенному профилю на Аляске с доверительным интервалом в 5 кг C м⁻². Для оценки только части профиля (0–1 м и 0–2 м) с той же точностью потребовалось бы 309 и 446 новых точек соответственно.

Потребность в новых наблюдениях выше для кустарниковых (в основном тундровых) ландшафтов, чем для лесных. Наименее изученными оказались экорегионы юго-западной Аляски. Количество и расположение необходимых точек наблюдения существенно не изменятся при прогнозируемых IPCC сценариях выбросов до 2100 года. Результаты исследования послужат руководством для будущих работ по отбору проб, чтобы снизить неопределенность в данных об органическом углероде почв и улучшить базовые показатели для моделей климатической системы Земли.