Ученые объединили пространственно распределенную модель транспорта наносов и биогеохимическую модель для оценки потоков

Водная эрозия — ключевой процесс, влияющий на формирование и эволюцию почвы и перераспределение углерода между наземными, водными и атмосферными экосистемами. Динамика органического углерода, вызванная эрозией, должна учитываться в моделях глобального углеродного цикла.

Однако из-за сложностей масштабирования данных об эрозии и динамике углерода существующие крупномасштабные модели дают противоречивые оценки, выступает ли эрозия чистым источником или поглотителем углерода.

В исследовании, опубликованном в Science China Earth Sciences, группа под руководством профессора Ли Чжуну из Школы географических наук Хунаньского педагогического университета представила новый подход. Ученые объединили пространственно распределенную модель транспорта наносов с биогеохимической моделью, чтобы смоделировать динамику почвенного органического углерода. Применение модели к бассейну озера Дунтин подтвердило, что на уровне водосборного бассейна водная эрозия действует как чистый поглотитель атмосферного CO₂.

Исследование показало, что среднегодовой объем эрозии почвы в бассейне за 1980–2020 гг. составил 1.33×10⁸ тонн, с тенденцией к снижению и последующим небольшим ростом. Лишь 12% перемещенного органического углерода было окончательно потеряно в речных системах, остальное отложилось ниже по склону. Потери углерода из-за эрозии снизились на 83%: с 8.86×10¹¹ г C в 1980 году до 1.50×10¹¹ г C в 2020 году. Чистое поглощение CO₂ из атмосферы в ходе эрозионных процессов составило 5.54×10¹¹ г C в год, в основном за счет захоронения наносов и динамического замещения.

Ученые выявили, что проекты экологического восстановления и политика в области землепользования остаются crucial для снижения эрозии и могут повысить способность углеродного стока. Например, после масштабных восстановительных работ в бассейне озера Дунтин поглощение CO₂ превысило потери органического углерода в речные системы, что в итоге привело к увеличению запасов почвенного органического углерода.

Это исследование расширяет понимание взаимосвязи эрозии почв и углеродного цикла, что может помочь в разработке более эффективных мер для поддержания здоровья почв, усиления наземных поглотителей углерода и смягчения последствий изменения климата.