Eine von Forschern des Agroecosystem Sustainability Center (ASC) an der University of Illinois Urbana-Champaign geleitete Studie liefert neue Erkenntnisse für die Quantifizierung des Kohlenstoffhaushalts von Ackerland und des Bodenkohlenstoffguthabens, zwei wichtige Metriken zur Eindämmung des Klimawandels.
Die Ergebnisse, skizziert in einem Artikel, der in der Fachzeitschrift Bodenkunde veröffentlicht wurde Geodermakönnte den Prozess zur Berechnung von Bodenkohlenstoffgutschriften vereinfachen, die Landwirte dafür belohnen, dass sie Bodenkohlenstoff durch Fruchtfolge, Direktsaat, Deckfrüchte und andere Erhaltungsmethoden bewahren, die die Bodengesundheit verbessern.
Landwirtschaftliche Aktivitäten führen dazu, dass eine erhebliche Menge an organischem Bodenkohlenstoff (SOC) als Kohlendioxid, ein Treibhausgas, das zum Klimawandel beiträgt, in die Atmosphäre freigesetzt wird. Es wurden mehrere Erhaltungspraktiken vorgeschlagen, um diesen Kohlenstoff im Boden zu binden, aber ihr Potenzial zur Erhöhung des Gesamt-SOC in einem Bodenprofil, bekannt als SOC-Bestand, muss lokal bewertet werden. Solche Bewertungen sind der Schlüssel für den entstehenden Markt für landwirtschaftliche Emissionszertifikate.
Die genaue Berechnung des Kohlenstoffbudgets von Ackerland und der Bodenkohlenstoffgutschrift ist entscheidend für die Bewertung des Klimaschutzpotenzials der Landwirtschaft sowie der Erhaltungspraktiken. Diese Berechnungen sind empfindlich gegenüber lokalen Boden- und Klimabedingungen, insbesondere dem anfänglichen SOC-Bestand, der zur Initialisierung der Berechnungsmodelle verwendet wird. Es bestehen jedoch verschiedene Unsicherheiten in SOC-Bestandsdatensätzen, und es ist unklar, wie sich dies auf das Kohlenstoffbudget von Ackerflächen und die Berechnung der Kohlenstoffgutschrift im Boden auswirken kann, so der Hauptautor Wang Zhou, Forschungswissenschaftler am ASC und am Department of Natural Resources and Environmental Sciences (NRES). in Illinois.
In dieser Studie verwendeten die Forscher ein fortschrittliches und gut validiertes Agrarökosystemmodell, bekannt als Ecosys, um die Auswirkungen der SOC-Bestandsunsicherheit auf das Kohlenstoffbudget von Ackerflächen und die Berechnung der Kohlenstoffgutschrift im Boden in Mais-Sojabohnen-Rotationssystemen im Mittleren Westen der USA zu bewerten.
Sie fanden heraus, dass hochgenaue SOC-Konzentrationsmessungen erforderlich sind, um das Kohlenstoffbudget von Ackerland zu quantifizieren, aber der aktuelle öffentlich verfügbare Bodendatensatz ausreicht, um Kohlenstoffgutschriften mit geringer Unsicherheit genau zu berechnen.
„Dies ist eine sehr wichtige Studie, die widersprüchliche Ergebnisse zutage fördert. Die anfänglichen Bodenkohlenstoffdaten sind sehr wichtig für alle nachgelagerten Berechnungen des Kohlenstoffbudgets. Die Kohlenstoffgutschrift misst jedoch den relativen Kohlenstoffunterschied im Boden zwischen einer neuen Praxis und einem Business-as-usual Szenario. Wir stellen fest, dass die Unsicherheit der anfänglichen Bodenkohlenstoffdaten nur begrenzte Auswirkungen auf die endgültig berechnete Bodenkohlenstoffgutschrift hat“, sagte ASC-Gründungsdirektor Kaiyu Guan, Blue Waters-Professor am NRES und am National Center for Supercomputing Applications (NCSA) in Illinois und Leiter des SMARTFARM-Projekts bei iSEE, an dem mehrere Co-Autoren an diesem Artikel beteiligt waren.
Die Ergebnisse zeigen, dass eine teure Bodenprobenahme im Feld möglicherweise nicht erforderlich ist, wenn man sich nur auf die Quantifizierung von Kohlenstoffgutschriften im Boden aus landwirtschaftlichen Praktiken zur Erhaltung konzentriert – ein großer Vorteil für den Markt für landwirtschaftliche Kohlenstoffgutschriften.
„Unsicherheit bei SOC-Konzentrationsmessungen hat einen großen Einfluss auf die Berechnung des Kohlenstoffhaushalts von Ackerland, was darauf hinweist, dass neue Ansätze wie hyperspektrale Fernerkundung erforderlich sind, um die SOC-Konzentration im Oberboden in großem Maßstab abzuschätzen, um die Unsicherheit durch Interpolation zu verringern. Die Unsicherheit bei der SOC-Konzentration hat jedoch nur eine geringfügige Auswirkungen auf die Berechnung des Kohlenstoffguthabens im Boden, was darauf hindeutet, dass die ausschließliche Konzentration auf die Quantifizierung des Kohlenstoffguthabens im Boden durch zusätzliche Bewirtschaftungspraktiken möglicherweise keine umfangreichen Bodenproben im Feld erfordert – ein Vorteil angesichts der hohen Kosten“, sagte Zhou.
„Der Ansatz in dieser Studie kann auf andere Modelle angewendet und verwendet werden, um wichtige Unsicherheiten des Kohlenstoffbindungspotenzials verschiedener konservativer Landbewirtschaftungspraktiken zu bewerten“, sagte Bin Peng, der andere Hauptautor der Studie und leitender Forschungswissenschaftler bei ASC und NRES .
Mehr Informationen:
Wang Zhou et al., Wie wirkt sich die Ungewissheit des Bestands an organischem Kohlenstoff im Boden auf die Berechnung von Kohlenstoffbudgets und Kohlenstoffgutschriften im Boden für Ackerland im Mittleren Westen der USA aus?, Geoderma (2022). DOI: 10.1016/j.geoderma.2022.116254