Das Qinghai-Tibet-Plateau ist eine der am stärksten von der globalen Erwärmung betroffenen Regionen. Die Region war lange Zeit niedrigen Temperaturen und Bodenfeuchtigkeit ausgesetzt, was zu einer starken Hemmung der biologischen Aktivitäten des Bodens und der Abbauenzymsysteme führte.
Infolgedessen zersetzt sich die organische Bodensubstanz in dieser Region langsam und reichert sich in großen Mengen an, was ihr erhebliches Potenzial zur Kohlenstofffreisetzung unterstreicht.
Angesichts der Klimaerwärmung wird die kältebegrenzende Wirkung bodenökologischer Prozesse abgeschwächt oder aufgehoben, wodurch der Kohlenstoffkreislauf des Bodens im regionalen Ökosystem beeinträchtigt wird. Allerdings würde der durch die Erwärmung erhöhte Eintrag organischer Substanz in den Boden den C-Kreislauf im Boden und die mikrobiellen Aktivitäten stark beeinträchtigen.
Die Forscher führten Experimente zur Zugabe von exogener organischer Substanz durch, um die Auswirkungen des Eintrags organischer Substanz und der Erwärmungskopplung auf die Atmung im Bodenaggregatmaßstab und die mikrobiellen Aktivitäten zu untersuchen. Die Forscher‘ Ergebnisse erscheinen in Briefe zur Bodenökologie.
Sie fanden heraus, dass der Eintrag von exogener organischer Substanz die Atmungsrate und die Akkumulation von Aggregaten erhöhte und das Muster der Atmungsrate zwischen Aggregaten mit unterschiedlichen Partikelgrößen veränderte.
Die Temperaturempfindlichkeit der Bodenaggregatatmung nahm zu Beginn der Inkubation aufgrund exogener organischer Substanz zu und nahm danach ab. Die Effizienz der mikrobiellen Kohlenstoffnutzung korrelierte negativ mit dem Eintrag exogener organischer Substanz, der Inkubationstemperatur und der Aggregatgröße.
Sie gingen davon aus, dass der Zusammenhang zwischen der Temperaturempfindlichkeit der Bodenaggregatatmung und dem Bodenqualitätsindex (SQI) die Hypothese der Kohlenstoffqualitätstemperatur stützte und die Wirkung des SQI auf Q10 hervorhob. Allerdings war dieser Zusammenhang in der frühen Phase des Eintrags exogener organischer Substanz noch nicht so offensichtlich.
Ihre Ergebnisse verdeutlichen die Komplexität der Wechselwirkung zwischen Klimawandel und exogenen Einträgen organischer Substanz sowie deren Bedeutung für die Kohlenstoffdynamik im Boden. Ihre Ergebnisse unterstreichen auch, wie wichtig es ist, die Auswirkungen von exogener organischer Substanz und Bodenaggregaten bei der Modellierung des Boden-C-Kreislaufs zu berücksichtigen.
„Als größter Kohlenstoffspeicher in terrestrischen Ökosystemen sollte der Boden sein Potenzial zur Kohlenstoffspeicherung voll ausschöpfen und seinen Kohlenstoffgehalt erhöhen, was für die Bewältigung des globalen Wandels von großer Bedeutung ist“, sagte Professor Liu.
Der Boden ist eng mit unserem Leben verbunden. Es ist von entscheidender Bedeutung für die Ernährungssicherheit, die Wassersicherheit und die allgemeine Gesundheit des Ökosystems. Heute, im Anthropozän, ist es wichtiger denn je, den organischen Kohlenstoffgehalt im Boden zu überwachen und zu verbessern.
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Shuaiwen Zhang et al., Einfluss des Eintrags organischer Substanz und der Temperaturänderung auf die aggregatassoziierte Atmung des Bodens und die Effizienz der mikrobiellen Kohlenstoffnutzung in alpinen landwirtschaftlichen Böden, Briefe zur Bodenökologie (2024). DOI: 10.1007/s42832-023-0220-4
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