Влияние усиленного выветривания пород на связывание углерода в лесах умеренного пояса

Исследователи из Института прикладной экологии Китайской академии наук (CAS) провели комплексную оценку технологии усиленного выветривания пород (ERW) на уровне лесной экосистемы. Команда под руководством доктора Кан Рунхуа выяснила, как внесение тонкоизмельчённых силикатных минералов влияет на потоки углерода в почве и рост деревьев в лиственничной плантации на северо-востоке Китая. Результаты были опубликованы в журнале Forest Ecology and Management 5 сентября.

ERW — это перспективная технология отрицательных выбросов, которая удаляет атмосферный CO₂, преобразуя его в бикарбонатные или карбонатные минералы в ходе химических реакций между CO₂ и силикатными породами. В то время как многие предыдущие исследования были сосредоточены на образовании неорганического углерода в этом процессе, лишь немногие изучали, как ERW влияет на общий углеродный баланс и биологические процессы на уровне лесной экосистемы.

Для изучения этих эффектов исследователи провели двухлетний полевой эксперимент в плантации Larix gmelinii (лиственницы Гмелина) в районе гор Чанбайшань на северо-востоке Китая. Они вносили порошок волластонита (силиката кальция) в трёх дозах (0, 5 и 10 тонн на гектар) и непрерывно отслеживали потоки CO₂ из почвы, состав почвенного углерода и показатели роста деревьев.

Ключевые результаты полевого эксперимента

В течение первого года эксперимента внесение волластонита значительно снизило выбросы CO₂ из почвы примерно на 16% по сравнению с контролем. Исследователи объяснили это снижение стабилизацией органического углерода в почве и химическим преобразованием CO₂ в процессе силикатного выветривания.

Однако на второй год потоки CO₂ из почвы в обработанных участках увеличились примерно на 5% относительно контроля. Исследователи предположили, что это увеличение может быть связано с усиленным корневым дыханием, изменениями pH почвы и более быстрым разложением органического углерода в поверхностном слое почвы — процессами, потенциально вызванными ионами кальция, высвобождаемыми при выветривании волластонита.

Последствия для связывания углерода и роста леса

Помимо этих почвенных эффектов, исследователи отметили, что деревья на обработанных участках демонстрировали статистически незначительное увеличение биомассы. Они предположили, что в долгосрочной перспективе ERW может повысить продуктивность растительности, тем самым способствуя большему связыванию углерода за счёт усиленного роста растений.

Эти результаты показывают, что оценка потенциала связывания углерода с помощью ERW требует учёта образования неорганического углерода, динамики органического углерода в почве и реакции растительности.