Засоление почв меняет глобальные запасы неорганического углерода, показало исследование

Автор: Unsplash/CC0 Public Domain

Новое глобальное исследование показывает, что увеличение засоления почв систематически меняет хранение и распределение почвенного неорганического углерода (SIC) — ключевого, но часто упускаемого из виду компонента наземных экосистем. Результаты, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences 20 января, представляют первую всеобъемлющую глобальную оценку влияния засоления почв на запасы неорганического углерода и подчеркивают его значение для глобального углеродного цикла.

Под руководством профессора Сюэ Сяня из Северо-Западного института экологии и природных ресурсов Китайской академии наук исследование объединило 94 515 образцов почвенных профилей с глубины 0–200 см с данными о землепользовании, климате, геоморфологии и типах почв. Затем исследователи объединили эти данные с пространственным моделированием на основе машинного обучения.

Влияние засоления на запасы неорганического углерода

Исследователи обнаружили, что регионы с повышенной засоленностью почв — в основном засушливые и полузасушливые районы Центральной Азии, Западной Азии, Северной Африки, западной части Северной Америки и части Южной Америки — также содержат непропорционально большие запасы неорганического углерода. В глобальном масштабе электропроводность почвы (EC), стандартный показатель засоления, последовательно положительно коррелирует с SIC в поверхностных и неглубоких слоях почвы (0–40 см) в большинстве природных условий.

Исследователи выяснили, что о слабой глобальной корреляции между засоленностью (по показателю EC) и SIC, о которой сообщалось ранее, было вызвано объединением экологически неоднородных регионов. Когда почвы анализировались с использованием субрегиональной классификации, корреляция становилась значительно сильнее.

Комплексная диаграмма рабочего процесса, иллюстрирующая методологическую основу этого исследования. Автор: Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI: 10.1073/pnas.2522643123. https://doi.org/10.1073/pnas.2522643123

Однако эта положительная связь не безгранична. Во многих типах землепользования, включая луга, оголенные земли и некоторые пахотные земли, повышение засоленности было связано с более высокими запасами неорганического углерода при условии ограниченного выщелачивания. Однако, когда EC превышает умеренный уровень (примерно 4 dS/м) или наблюдается в более глубоких слоях почвы ниже 40 см, связь между засоленностью и неорганическим углеродом ослабевает и в некоторых регионах может даже изменить знак.

Эти закономерности указывают на то, что в условиях высокой засоленности и щелочной среды изменения ионного состава, pH и усиленный перенос воды могут влиять на долгосрочную стабильность пула неорганического углерода.

Будущие сценарии и глобальные последствия

Используя сценарии будущего климата, исследователи также показали, что влияние засоления на запасы неорганического углерода варьируется в зависимости от различных моделей человеческого развития, землепользования и выбросов парниковых газов. Например, в условиях сценариев с высоким уровнем выбросов усиление засоления может способствовать краткосрочному накоплению неорганического углерода в определенных регионах. Тем не менее, этот эффект, вероятно, будет компенсирован закислением почвы и усилением антропогенного воздействия, что повышает риск потери неорганического углерода.

«Наши результаты показывают, что засоление почв не приводит к простому линейному увеличению запасов неорганического углерода, — сказал Сюэ. — Вместо этого это в значительной степени зависит от уровня засоленности, глубины почвы и экологического контекста. Учет этих ограничивающих факторов имеет решающее значение для точной оценки роли засоленных почв в глобальном углеродном цикле».

Это исследование систематически выявляет условную, пороговую зависимость между засолением почв и неорганическим углеродом в глобальном масштабе, заполняя давний пробел в понимании SIC и его движущих механизмов в исследованиях глобального углеродного цикла. Результаты дают новые ограничения для глобальных оценок углерода и подчеркивают необходимость включения почвенных химических процессов в оценку деградации земель и стратегии углеродной нейтральности.

Источник: Chinese Academy of Sciences