Высокоразрешающая модель объясняет роль эрозии почв в углеродном бюджете

Высокоразрешающая модель, показывающая влияние эрозии почв на углеродный цикл в небольшом водосборе в Южной Каролине, может помочь объяснить видимый дисбаланс в глобальном углеродном бюджете. Понимание этого дисбаланса необходимо для прогнозирования глобального изменения климата.

Исследователи из четырех университетов США создали модель, демонстрирующую, как локальная эрозия почв переносит и захоранивает почвенный органический углерод в водотоках и других местах отложения. Проект, поддержанный Национальным научным фондом США (NSF), был сосредоточен на водосборе Холкомбс-Бранч (4.3 км²) в Южной Каролине, сильно деградировавшем из-за интенсивного сельского хозяйства за последнее столетие.

На основе детального изучения процессов в водосборе была разработана модель tRIBS-ECO, впервые объединяющая физически обоснованные описания гидрологических, геоморфологических и биогеохимических процессов. Она количественно оценивает ключевые особенности углеродного обмена между почвой и атмосферой, включая судьбу эродированного углерода. Исследование опубликовано 11 мая в журнале Global Biogeochemical Cycles.

Модель учитывает топографические градиенты и показывает, как конкретные события, такие как сильные дожди, управляют эрозией, в отличие от более ранних моделей, рассматривавших эрозию как непрерывный процесс. Почвенный органический углерод, образовавшийся из атмосферного CO₂, может высвобождаться при разложении или, будучи захороненным в местах отложения, защищаться от него. Практики землепользования сильно влияют на способность ландшафта быть чистым стоком или источником углерода.

Ключевые выводы:

• Практики землепользования сильно контролируют способность ландшафта быть чистым стоком или источником углерода.
• Потоки углерода, вызванные эрозией, значительно варьируются на малых пространственных масштабах (десятки метров), что нельзя игнорировать в углеродных бюджетах.
• Учет мелкомасштабной неоднородности рельефа и эпизодичности эрозии влияет на прогнозы моделей углеродного обмена.

Как отметил ведущий автор Яннис Далинас, почвы могут быть значительными стоками CO₂, а учет эффектов эрозии поможет лучше понять будущие вызовы изменения климата. Модель планируется применить и на других территориях с нарушенными почвами и антропогенным воздействием.