Статьи

Глобальная карта запасов почвенного органического углерода в верхних горизонтах почвы

БПЛА и ДЗЗ Полезные ресурсы WEB

Глобальная карта запасов органического углерода. Источник: Global Soil Organic Carbon Map

Почвенный органический углерод является ключевым элементом глобального цикла углерода в атмосфере, растительности, почве, водных объектах. Запасы органического углерода (ЗОУ) в почве представляют собой результат процессов поступления органического вещества в почвы и потерь соединений углерода в результате разложения, вымывания и выщелачивания. 
Глобальный цикл углерода. Источник: Global Soil Organic Carbon Map. Technical Report

Основным источником органического вещества являются надземные и подземные органы растений. К другим поступлениям относят корневые выделения и продукты процессов жизнедеятельности почвенной биоты. На уровень запасов органического углерода влияют такие биотические и абиотические факторы как растительность, климатические условия, топографические особенности территории, землепользование, антропогенные факторы и др. 

Важность этих факторов изменяется в зависимости от пространственного уровня (от локального до глобального). Например, на высоких пространственных уровнях (региональный или глобальный) прослеживаются корреляции с климатическими характеристиками: среднегодовой температурой и среднегодовым количеством осадков. Если сравнивать ЗОУ по климатическим зонам, то проявляется закономерность уменьшения запасов углерода пула подстилки и его увеличения в минеральных горизонтах почв с севера на юг. Исследователи этого направления считают, что связь с растительностью прослеживается на всех пространственных уровнях.

В последние годы появились новые современные методы и технологии для картографирования почвенного углерода на основе данных дистанционного зондирования (спутниковые снимки, данные БПЛА), бесконтактного почвенного зондирования и др. Наличие открытого доступа к глобальным наборам данных позволяет использовать материалы не только традиционных полевых исследований. В рамках международного проекта Глобального почвенного партнерства ФАО ООН для разработки стратегий устойчивого развития регионов и прогноза влияния климатических изменений на баланс углерода была создана Глобальная карта почвенного органического углерода в 30-сантиметровом слое почвы (Global Soil Organic Carbon Map – GSOC) и представлена в виде веб-сервиса. Стоит отметить, что запасы углерода часто указываются в качестве почвенной характеристики в общедоступных базах данных, например: SoilGrids, Harmonized World Soil Database. Набор пространственных данных SoilGrids подробно рассматривался в блоге ранее.
Общий вид мировой карты запасов органического углерода. Источник: Global Soil Organic Carbon Map

Глобальная карта почвенного углерода предоставляет возможность пользователям производить мониторинг состояния почвы, оценивать потенциал связывания углерода, выявлять деградацию почв. Платформа GSOCmap дает возможность выделить интересующую область исследования, скачать данные в формате растра и получить некоторые статистические характеристики (максимальную, минимальную и среднюю плотность органического углерода, т/га).

Российский опыт
В составлении этой карты приняло участие 110 стран. Координатором работы по подготовке материалов на территорию России выступил Почвенный дата-центр Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. В соответствии с рекомендациями ФАО ООН карта была создана с пространственным разрешением 1/2 угловая минута. В качестве исходных данных являлись следующие показатели: содержание органического углерода, %; плотность горизонта в естественном сложении, г/см³; степень каменистости, %. Было использовано более 150 000 точечных наблюдений, собранных в течение 2012–2016 гг., и более 15000 картографических полигонов.

Для территории России помимо карты запасов органического углерода в 30-сантиметровом слое почв РФ была составлена серия тематических карт: запасы органического углерода в подстилке; запасы углерода в торфяниках и органогенных горизонтах полугидроморфных почв; запасы органического углерода в торфяных болотных почвах до глубины 30 см. В состав глобальной карты GSOCmap карта России вошла в виде суммы всех трех слоев (минеральной части и органической – подстилки и оторфованных горизонтов почв). Некоторые примеры серии карт будут представлены ниже. 
Запасы органического углерода в подстилке на территории РФ, т/га. Источник: Чернова и соавторы, 2021
Запасы органического углерода в торфяных болотных почвах до глубины 30 см, т/га. Источник: Чернова и соавторы, 2021

Все исходные векторные и растровые данные серии почвенных карт в виде проекта ArcGIS v.10.1 представлены в архиве и доступны для скачивания.

Источники: