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.
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.
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.
Все исходные векторные и растровые данные серии почвенных карт в виде проекта ArcGIS v.10.1 представлены в архиве и доступны для скачивания.
Источники:
- GSOCmap
- Влияние растительности на запасы почвенного углерода в лесах (Обзор)
- FAO - Global Soil Organic Carbon Map
- Карта запасов органического углерода в 30-см слое почв России
- Управление циклом почвенного углерода для укрепления продовольственной безопасности и смягчения последствий климатических изменений – Сборник материалов круглого стола
- Комплексный подход к картографической оценке запасов органического углерода в почвах России – О. В. Чернова и др., 2021