science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe de snelheid van de ontbinding van het gebladerte de koolstofniveaus beïnvloedt

Gedetailleerde opname van een bodemhorizon die is bestudeerd om het verval van strooisel te onderzoeken. Krediet:John Bryan Curtis

In een van de weinige van dergelijke onderzoeken wetenschappers onderzochten hoe dode bladeren, wortels, en ander plantenafval verval over een decennium. Het team gebruikte stabiele isotooplabels om koolstof en stikstof afkomstig van plantenstrooisel te traceren terwijl het strooisel uiteenviel en bodem vormde. specifiek de fractie van de bodem die organische stof wordt genoemd, die afkomstig is van plantaardige input en microscopisch kleine dieren. Ze ontdekten dat het strooiseltype (naalden of wortels) en de plaatsing in het bodemmilieu beide de afbraak beïnvloedden, maar op verschillende tijdstippen.

Dit onderzoek helpt de kloof te overbruggen tussen studies over hoe bladeren en ander plantenafval uiteenvallen en organische stof in de bodem, die afgebroken strooisel en andere biogebaseerde materialen bevat. De studie slaat deze brug door na te gaan hoe zwerfvuil in de loop van een decennium organische stof in de bodem wordt. De resultaten wijzen op een paradigmaverschuiving in ons begrip van koolstofonderzoek in de bodem. Het onderzoek doet dit door aan te tonen dat het langdurig vasthouden van koolstof en stikstof afkomstig van strooisel in de bodem afhangt van waar het strooisel terechtkomt.

Een team onder leiding van wetenschappers van het Lawrence Berkeley National Laboratory ontdekte dat het type plantinvoer (dat wil zeggen, wortel- of naaldstrooisel) beïnvloedde de totale koolstof- en stikstofretentie gedurende 10 jaar, maar die bodemhorizon (in wezen, de laag grond, zoals de organische bovengrond of diepere minerale lagen) beïnvloedden hoe het van strooisel afgeleide organische bodemmateriaal op de lange termijn wordt gestabiliseerd. In de organische horizon, strooisel werd gedurende 10 jaar vastgehouden in de grove deeltjesgroottefractie (groter dan 2 millimeter), waarschijnlijk als gevolg van omstandigheden die de fysieke afbraak ervan beperkten.

In de minerale horizon, van strooisel afgeleide koolstof en stikstof werden snel afgebroken, en bewaard in een kleinere fractie (minder dan 2 millimeter), waarschijnlijk als gevolg van associatie met mineralen die voorkomen dat microben volledig toegang krijgen tot de koolstof en stikstof. Zodra het organische materiaal werd beschermd door mineralen, de oorspronkelijke strooiselbron had verder geen effect op de stabilisatie ervan. Na 10 jaar, 5 procent van de initiële koolstof en 15 procent van de initiële stikstof werden vastgehouden in organo-minerale associaties, die de meest persistente organische stof in de bodem vormen. Zeer weinig van strooisel afgeleide koolstof verplaatste zich in de loop van het decennium verticaal in het bodemprofiel, maar stikstof was aanzienlijk mobieler.