Nghiên cứu mới giải quyết cuộc tranh luận lâu dài: Xói mòn nông nghiệp có tạo ra một bể chứa hoặc nguồn carbon không?

Nghiên cứu mới giải quyết cuộc tranh luận lâu dài: Xói mòn nông nghiệp có tạo ra một bể chứa hoặc nguồn carbon không?

    Nghiên cứu mới giải quyết cuộc tranh luận lâu dài: Xói mòn nông nghiệp có tạo ra một bể chứa hoặc nguồn carbon không?

    New study settles long-standing debate: Does agricultural erosion create a carbon sink or source

    Vận chuyển trong dòng chảy: sự tách rời và vận chuyển có thể chuyển OC từ trạng thái được bảo vệ trong các tập hợp sang trạng thái có sẵn, nơi nó khoáng hóa nhanh hơn. Chôn cất: sự lắng đọng của OC bị xói mòn chuyển OC sang bối cảnh khoáng hóa thấp và cũng có thể tăng cường khả năng bảo vệ thông qua tập hợp. Trộn đất dưới đất: tại các vị trí xói mòn, sự hình thành OC mới từ đầu vào của thảm thực vật mới vào lớp đất dưới lộ thiên do xói mòn có thể thay thế một số OC bị xói mòn. Phản hồi về sản lượng sơ cấp ròng (NPP): xói mòn và lắng đọng có thể ảnh hưởng đến tình trạng dinh dưỡng và độ sâu của đất (và do đó là độ phì nhiêu của đất) cũng như các yếu tố môi trường kiểm soát đầu vào OC so với đầu ra. Nguồn: Khoa học địa sinh học (2023). DOI: 10.5194/bg-20-635-2023


    Trong thập kỷ qua, các nhà nghiên cứu đã gióng lên hồi chuông cảnh báo về việc xói mòn đất là mối đe dọa lớn nhất đối với an ninh lương thực toàn cầu. Khi các chính phủ trên thế giới chuyển sang thực hiện các biện pháp bảo tồn đất, một cuộc tranh luận mới đã bắt đầu: xói mòn đất nông nghiệp có tạo ra nguồn hoặc nguồn carbon hữu cơ (OC) ròng không? Đây là một câu hỏi quan trọng, vì các bể chứa carbon hấp thụ nhiều carbon hơn lượng chúng thải ra, trong khi các nguồn carbon thải ra nhiều carbon hơn mức chúng hấp thụ. Dù bằng cách nào, câu trả lời có ý nghĩa đối với việc sử dụng đất toàn cầu, thực hành bảo tồn đất và mối liên hệ của chúng với biến đổi khí hậu.

    Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Biogeoscatics, hai nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng nghịch lý rõ ràng về xói mòn carbon hữu cơ trong đất, tức là liệu xói mòn nông nghiệp có dẫn đến sự sụt giảm OC hay nguồn hay không, có thể được giải quyết khi chúng ta xem xét bối cảnh địa lý và lịch sử. Nghiên cứu là kết quả của sự hợp tác giữa UCLouvain, Bỉ và ETH Zurich.

    Dòng carbon hữu cơ
    Các nghiên cứu ban đầu cho rằng một phần đáng kể carbon hữu cơ trong đất được huy động trên đất nông nghiệp sẽ bị thất thoát vào khí quyển. Họ kết luận rằng xói mòn nông nghiệp là một nguồn CO2 trong khí quyển, dẫn đến khái niệm về tình huống đôi bên cùng có lợi: các biện pháp bảo tồn đất làm giảm xói mòn dẫn đến đất khỏe mạnh hơn VÀ một bể chứa carbon lớn.

    Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu gần đây đã thách thức giả định này và đề xuất một con đường khác cho carbon hữu cơ bị xói mòn. Họ đề xuất khái niệm "máy bơm OC địa mạo" chuyển carbon hữu cơ từ khí quyển sang đất vùng cao đang phục hồi sau xói mòn đến các khu chôn cất nơi carbon hữu cơ được bảo vệ khỏi sự phân hủy trong bối cảnh khoáng hóa thấp. Dọc theo băng chuyền địa mạo này, carbon hữu cơ ban đầu được cố định bởi thực vật liên tục được dịch chuyển dọc theo bề mặt trái đất, nơi nó có thể được lưu trữ trong môi trường trầm tích.

    Các nghiên cứu này lập luận rằng sự kết hợp giữa thu hồi carbon hữu cơ và lắng đọng trên đất liền có thể thu giữ một lượng lớn carbon trong khí quyển, và do đó xói mòn trên thực tế có thể đại diện cho một bể chứa carbon hữu cơ.

    Kristof Van Oost từ Viện Trái đất & Sự sống, UCLouvain giải thích: “Chúng tôi chứng minh làm thế nào hai quan điểm cạnh tranh này có thể tồn tại đồng thời và vì vậy nghiên cứu này mang lại sự hiểu biết về sự khác biệt trong quan điểm.


    Ví dụ hiển thị ở đây (dòng đầy đủ) sử dụng ước tính tốt nhất của các tham số mô hình được mô tả trong văn bản và được đưa ra trong Bảng 2 (tức là, αdòng chảy D 0,04, τdòng chảy D 1, αsông D 0,5, τsông D 1, αchôn cất D 0,54, τchôn cất D 0,008 , αrecovery D 0,86, τrecovery D 0,006). Vùng tô màu đỏ biểu thị độ không đảm bảo liên quan đến các tham số mô hình đối với hiệu ứng tổng thể ròng. Tín dụng: Khoa học địa sinh học (2023). DOI: 10.5194/bg-20-635-2023
    Lần đầu thấy toàn cảnh
    Johan Six từ Khoa Khoa học Hệ thống Môi trường, Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ và ETH Zurich cho biết những phát hiện mới nhất này là tài khoản đầu tiên về cách tất cả các quá trình động lực carbon khác nhau do xói mòn gây ra tương tác và đối trọng lẫn nhau trong việc xác định dòng carbon ròng từ môi trường trên mặt đất đến khí quyển.

    Six và Van Oost đã tiến hành đánh giá tài liệu toàn diện bao gồm 74 nghiên cứu. Sáu giải thích lý do cho những giả định mâu thuẫn từ các nghiên cứu trước đây. "Chúng tôi nhận thấy rằng nghịch lý nhận thức chủ yếu liên quan đến việc không xem xét toàn bộ dòng carbon liên quan đến xói mòn. Điều này khiến chúng tôi nghĩ rằng sẽ tốt hơn nếu giải thích được sự phức tạp của dòng carbon đầy đủ."

    Tại trung tâm của nghịch lý này—họ nhận ra—là thực tế là các quá trình do nước gây ra xói mòn hoạt động theo quy mô không gian và thời gian, xác định mối quan hệ giữa xói mòn nước và mất cacbon hữu cơ so với các quá trình ổn định. Họ cùng nhau khái niệm hóa tác động của các quá trình (phụ) xói mòn do nước đóng góp theo thời gian và không gian bằng cách sử dụng các hàm phân rã.

    Thang thời gian hòa giải nghịch lý
    Cả hai nhà nghiên cứu đều phát hiện ra rằng xói mòn đất chỉ tạo ra nguồn CO2 trong khí quyển khi xem xét các quy mô không gian và thời gian nhỏ, trong khi cả phần chìm và nguồn xuất hiện khi sử dụng các phương pháp tiếp cận đa quy mô.

    Trong khoảng thời gian rất ngắn 

    (giây đến vài ngày) các sự kiện xói mòn chuyển một phần carbon hữu cơ của đất từ trạng thái được bảo vệ sang trạng thái có sẵn, nơi carbon khoáng hóa thành dạng khí nhanh hơn. Ngược lại, các nghiên cứu coi xói mòn là nơi hấp thụ carbon trong khí quyển thường xem xét khoảng thời gian dài hơn mà tại đó băng chuyền OC địa mạo đang hoạt động.

    Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh sự cần thiết phải kiểm soát xói mòn vì nhiều lợi ích mà nó mang lại cho hệ sinh thái nhưng khuyến nghị các phương pháp tiếp cận quy mô lớn để thể hiện chính xác các tác động xói mòn đối với chu trình carbon toàn cầu.

    Nhìn về tương lai, Van Oost kết luận: "Những hiểu biết của chúng tôi về tác động của xói mòn đất đối với việc lưu trữ các-bon chủ yếu được rút ra từ các nghiên cứu được thực hiện ở các vùng ôn đới. Hiện chúng tôi cần nghiên cứu mới về tác động xói mòn ở các vùng đất cận biên cũng như các vùng nhiệt đới."

    Zalo
    Hotline