Почвенные поры, запасы углерода и дышащие микробы

Исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) изучили, как влажность влияет на гетеротрофное дыхание почвы — процесс, подобный дыханию, при котором микробы преобразуют мёртвый органический углерод в почве в диоксид углерода.

Глобально почвы хранят огромное количество органического углерода, часть которого потребляется микробами и выделяется в атмосферу как CO₂. Этот естественный поток CO₂ из почв значительно превышает антропогенные выбросы этого парникового газа. Понимание факторов, влияющих на этот поток, критически важно для изучения изменения климата, углеродного цикла и определения целей по выбросам.

Исследование, опубликованное в журнале Biogeochemistry, предлагает экономичную стратегию моделирования, впервые изучающую влияние влажности на эти важные для климата скорости дыхания на трудно моделируемом поровом масштабе. Авторы подчёркивают, что моделирование должно учитывать разнообразие почвенных поровых пространств, а не предполагать однородность почвы.

Моделирование подтвердило ряд ранее существовавших представлений: скорость дыхания зависит от влажности, увеличивается с её ростом (и, следовательно, доступностью субстрата), а после достижения оптимума снижается из-за ограничения кислорода. Результаты также показали, что скорость дыхания выше в почвах с большей пористостью, а уплотнённые (ненарушенные) почвы с меньшей пористостью замедляют выделение CO₂ в атмосферу.

Исследование предупреждает об опасности предположения об однородной пористости в моделях. Учёные утверждают, что лучше пытаться моделировать структурную неоднородность (разнообразие) почв, как она существует в природе. Авторы отмечают, что для дальнейшего понимания необходимы исследования того, как связанные аэробные и анаэробные процессы ускоряют или замедляют секвестрацию органического углерода в почве.