Новый метод оценки улучшает отбор проб почвенного углерода на сельскохозяйственных полях
Количество углерода, хранящегося в почве Земли, значительно превышает его содержание в атмосфере. Значительная часть этого почвенного углерода находится в органической форме (углерод, связанный с углеродом), называемой почвенным органическим углеродом (SOC). В отличие от неорганического углерода в почвах, количество SOC и скорость его накопления или потери могут регулироваться деятельностью человека. С момента своего появления около 10 000 лет назад сельское хозяйство привело к высвобождению огромного количества SOC в атмосферу в виде CO₂, способствуя изменению климата.
Количественная оценка SOC на сельскохозяйственных полях крайне важна для мониторинга углеродного цикла и разработки устойчивых методов управления, минимизирующих выбросы углерода и способствующих его секвестрации из атмосферы в почву. Традиционный и наиболее надежный метод — отбор проб почвы с последующим лабораторным анализом. Однако определение оптимального количества и мест отбора проб сопряжено с высокими затратами и неопределенностью.
В рамках проекта SMARTFARM Министерства энергетики США (DOE) исследователи оценили стратегии оценки SOC, стремясь максимизировать точность при минимизации числа отобранных почвенных кернов. Работа стала возможной благодаря беспрецедентно плотному отбору проб — 225 образцов до глубины 1 метр на одном из участков.
Ученые оценивали две составляющие процесса: (1) выбор мест отбора проб и (2) статистический метод расчета оценки. Они обнаружили, что на типичном поле на Среднем Западе США использование общедоступных почвенных карт и спутниковых снимков для выбора мест отбора позволяет сократить необходимое количество проб примерно на 28% по сравнению со случайным отбором для достижения той же точности.
«Для исследователей и агентств, отслеживающих запасы SOC, это исследование предлагает стратегию повышения точности и оптимизации затрат на отбор проб», — отметил соавтор работы Эндрю Маргенот. В настоящее время команда собирает данные с большего числа полей для проверки универсальности метода и разрабатывает программный инструмент для его широкого использования фермерами и учеными.
Исследование опубликовано в журнале Geoderma.