Maaperä CO2-lähteenä ilmaston lämmetessä?


Maaperä ei ole päässyt Roskasaitilla paljoakaan esille. Määperätutkimusksiin liittyvine artikkelien puute voinee johtua käyttämieni tutkimusuutislähteiden seulastakin, mutta nyt sitten tulee maaperätutkimuksia useammin kappalein.

Vauhtia maaperän hiilivarantoihin voinee ottaa kuvasta 1, jossa on varsin suomalaiselta vaikuttavaa hiekkamontun reunaa Sveitsistä. Mihin itse kiinnitän huomiota, on hiekkakerroksen päällä olevan humuskerroksen ohuus ja se, että puiden esiintymisestä huolimatta hiekan seassa ei ole näkyvissä menneiden vuosituhansien puiden juuristojäämiä. Näin siis esimerkiksi harjumainen maasto saattaa maaperältään olla varsin vähähiilistä, eikä siihen kerry isompaa orgaanisen hiilen varastoa edes pitemmän ajan kuluessa. Suomaat ovat sitten niitä varmempia hiilinieluja luonnontilaisena. Kangasmetsät taas toiminevat tehokkaammin hiilinieluina, kun niitä hakataan. Siis tehometsätalous auttanee hiilen sidonnassa kangasmetsissä.

Ensimmäisenä esittelen Chicagon  yliopiston meribiologisen laboratorion tutkimuksen (Linkki), jonka tulos tiivistyy lehdistötiedotteen otsikossa varmuuteen siitä, että maaperä antaa kiihdyttävän palautteen ilmaston lämpenemiseen.  Vaikka en oikein keksi muuta syytä meribiologeille tehdä kuivan maan tutkimuksia kuin että Chicago on kaukana merestä, niin tutkimus on kunnitoitettava 26 vuoden kestonsa ja kokeellisuutensa ansiosta. Jerry Melillon ja kumppaneiden tukimuksessa metsämaastoon oli muodostettu koeruutuja, joissa n. 60 cm syvyydessä olevat sähkövastukset pitivät maaperän 5 °C lämpimämpänä kuin vertailuruudussa. Toistaiseksi orgaaninen hiili on vähentynyt lämmittämällä 17%. Tutkijat havaitsivat hiilen häviämisen tapahtuvan vaiheittain samalla kun bakteerikanta vaihtui. Tällä hetkellä on menossa häviötön vaihe, jota tutkijat eivät pidä lopputilana.

Toinen esiteltävä maaperätutkimus on Stanfordin yliopiston tutkijoiden johdolla tehty (Linkki). Tämä tutkimus on julkaistu kahtena erillisenä tutkielmana. Voinee mainita, että ruotsalaisten tutkijoiden panos on ollut tässä merkittävä.  Jos ensin mainittu tutkimus on uhkapainotteinen, niin tämä tutkimus on taas ratkaisupainotteinen. Siinä on keskitytty siihen, miten maaperää hoitamalla se nielee ikirouta-alueiden vapautuvan hiilidioksidin. Keinoina on mm. monivuotiset viljelykasvit ja maanmuokkauksen vähentäminen.

Mitä näistä sanoisi? Eivät nämä välttämättä ole keskenään ristiriitaisia tuloksia, mutta lähestymistapa on erilainen. Chicagon/MBL:n (Melillo&al) tutkimuksessa lämpötila kohotettiin heti alussa ”tavoitelämpötilaeroon”. Toisaalta hiilidioksidipitoisuus kohosi vain sen, mitä se nyt 26 vuodessa on kohonnut. Jälkimmäisellä on sikäli merkitystä, että jos se olisi kaksinkertaistettu, olisi kariketta voinut kertyä entistä enemmän, joka olisi kompensoinut lämpenemisen aiheuttamaa hiilikatoa maaperästä. Lehtimetsässä tietenkin myös se puiden lehtien kokema lämpötilakin merkitse jotakin. Tämä vaikutus ei tule esille koejärjestelyllä. Samoin sateisuus on kokeessa ollut tätä nykyistä ilmastoa vastaava, eikä lämmennyttä ilmastoa vastaava. Tälläkin voi olla jokin merkitys, koska veden haihdunta maaperästä jäähdyttää sitä. Eli että maaperä lämpenisi 60 cm syvyydestä 5 °C, voisikin vaatia melkoisesti suuremman pintalämpötilan kohoamisen.

Tulee myös mieleen, että miksei maaperää lämmitetty IR-lampuilla, joka olisi ollut lähempänä ilmaston lämpenisen vaikutusta kuin sähkövastukset maan sisässä.

Stanfordin tutkimukset keskittyivät ihmisten muokkaamaan maaperään ja niissä vain 30 cm:n pintakerros oli se, missä hajoamista pääosin tapahtui. Molemmissa tutkimuksissa korostettiin maaperän suurta hiilimäärää, joka sitten mahdollistaa sekä suuret CO2-vuodot ilmakehään että myös suuren CO2-sidonnan oikein toimittaessa.

Koska teollisuuden CO2-lisäys ilmakehään on saanut maapallon vihertymään autiomaita myöten, voisi olettaa, että oikein maaperää hoidettaessa sinne myös sitoutuu lisää hiiltä. Jos varomme vetämästä sähkölämmityskaapeleita paksuhumuksisiin lehtimetsiin, saatamme selvitä tästä vielä säikähdyksellä.

Tutkielmaviitteet

J. M. Melillo, S. D. Frey, K. M. DeAngelis, W. J. Werner, M. J. Bernard, F. P. Bowles, G. Pold, M. A. Knorr, A. S. Grandy. Long-term pattern and magnitude of soil carbon feedback to the climate system in a warming world. Science, 2017; 358 (6359): 101 DOI: 10.1126/science.aan2874

The Ecology of Soil Carbon: Pools, Vulnerabilities, and Biotic and Abiotic Controls
Robert B. Jackson, Kate Lajtha, Susan E. Crow, Gustaf Hugelius, Marc G. Kramer, Gervasio Piñeiro
Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics 2017 48:1

Jennifer W. Harden, Gustaf Hugelius, Anders Ahlström, Joseph C. Blankinship, Ben Bond-Lamberty, Corey R. Lawrence, Julie Loisel, Avni Malhotra, Robert B. Jackson, Stephen Ogle, Claire Phillips, Rebecca Ryals, Katherine Todd-Brown, Rodrigo Vargas, Sintana E. Vergara, M. Francesca Cotrufo, Marco Keiluweit, Katherine A. Heckman, Susan E. Crow, Whendee L. Silver, Marcia DeLonge and Lucas E. Nave. Networking our science to characterize the state, vulnerabilities, and management opportunities of soil organic matter. Glob Change Biol. 2017;00:1–14. https://doi.org/10.1111/gcb.13896

Linkkejä aiheeseen

http://science.sciencemag.org/content/358/6359/101 (Linkki) Melillon ja kumppaneiden tutkielman tiivistelmä.

http://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-ecolsys-112414-054234 (Linkki) Jacksonin ja kumppaneiden tutkielman tiivistelmä.  Koko artikkeli ladattavissa sivulta.

http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1111/gcb.13896/full (Linkki) Hardenin, Hugeliuksen ja kumppaneiden tutkielma kokonaisuudessaan.

https://wattsupwiththat.com/2017/10/05/claim-the-soil-will-turn-on-us-and-accelerate-global-warming/ (Linkki) WUWT-sivuston kopio Chicagon/MBL:n lehdistötiedotteesta. Kommenteissa uutta luettavaa.

http://www.forskning.se/2017/10/09/jordbruksmarken-bromsar-den-globala-uppvarmningen/ (Linkki) Tukholman yliopiston lehdistötiedote, jossa on Hugeliuksen haastattelu.

https://wattsupwiththat.com/2017/10/06/dueling-science-yesterday-soil-will-accelerate-global-warming-today-soil-holds-potential-to-slow-global-warming/ (Linkki) Watts asettaa tutkimukset toisiaan vastaan.

Mainokset

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s