Как скорость разложения растительного опада влияет на уровень углерода

Ученые в одном из немногих подобных исследований изучили, как мертвые листья, корни и другой растительный опад разлагаются в течение десятилетия. Команда использовала меченые стабильные изотопы для отслеживания углерода и азота растительного происхождения по мере разложения опада и формирования почвы, в частности, фракции почвы, называемой органическим веществом. Они обнаружили, что тип опада (хвоя или корни) и его расположение в почвенной среде влияют на разложение, но в разных временных масштабах.

Это исследование помогает преодолеть разрыв между изучением разложения листьев и другого растительного опада и изучением почвенного органического вещества, которое содержит разложившийся опад и другие биогенные материалы. Результаты подтверждают смену парадигмы в понимании почвенного углерода, демонстрируя, что долгосрочное удержание углерода и азота из опада в почве зависит от того, куда этот опад попадает.

Команда под руководством ученых из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли установила, что тип растительного материала влиял на общее удержание углерода и азота за 10 лет, но почвенный горизонт (органический или минеральный) определял, как органический материал стабилизируется в долгосрочной перспективе. В органическом горизонте опад сохранялся в крупной фракции (>2 мм), вероятно, из-за условий, ограничивающих его физическое разрушение.

В минеральном горизонте углерод и азот из опада быстро разлагались и удерживались в более мелкой фракции (<2 мм), вероятно, за счет ассоциации с минералами, которые препятствуют полному доступу микробов. После защиты минералами исходный тип опада больше не влиял на стабилизацию. Через 10 лет 5% исходного углерода и 15% исходного азота сохранились в органо-минеральных ассоциациях, которые формируют наиболее устойчивое органическое вещество в почвах. Очень мало углерода из опада перемещалось вертикально в почвенном профиле за десятилетие, в то время как азот был значительно более подвижным.