Пресноводные водно - болотные угодья являются важной глобальной системой регулирования выбросов углерода, и, по оценкам, общий объем органического углерода, хранящегося в растительном покрове и почве, составляет около 450 гигатонн и может храниться в течение тысячелетий.

Хотя водно - болотные угодья выделяют парниковые газы, такие как углекислыйгаз и метан, в результате микробиологической деятельности и дыхания экосистемы, более высокие уровни воды ограничивают поступление кислорода в почву, тем самым сдерживая разложение аэробных бактерий на органические вещества. Этот механизм помогает сбалансировать выбросы углерода и сделать пресноводные водно - болотные угодья важным глобальным поглотителем углерода в естественном состоянии.

Внешние помехи, такие как выпас скота, влияют на углеродный баланс в различных экосистемах. Умеренный выпас скота способствует росту растительности, повышает устойчивость углерода и увеличивает накопление углерода в почве, одновременно снижая выбросы углерода. Однако чрезмерный выпас скота может увеличить выбросы углерода и ослабить поглотительную функцию пресноводных водно - болотных угодий.

Дизайн исследования:

Исследовательская группа провела однолетнее исследование в регионе Уимера на юго - востоке Австралии, в котором основное внимание было уделено анализу влияния различных механизмов выпаса скота на накопление углерода (растительной биомассы и почвенного углерода) и сезонные потоки углерода на двух влажных и сезонно затопленных пресноводных водно - болотных угодьях (фермах Кели и Смит).

Эксперимент предусматривает три механизма выпаса:

Непрерывный выпас: стадо присутствует круглый год

Краткосрочный централизованный выпас: только две недели весной

Зона отчуждения

Два экспериментальных поля расположены на чрезмерно выпасаемых пастбищах, которые разделяют различные пастбищные участки через забор как « зоны краткосрочного централизованного выпаса» и « зоны непрерывного выпаса». Белые квадраты представляют собой изолированные испытательные зоны, в которые запрещен доступ овец, а черные - открытые испытательные зоны, в которые разрешен свободный доступ овец.

Методы исследования:

В исследовании использовался переносной ПВХ - кольцевой темный ящик, часть которого была захоронена в почве (1 - 2 см), а поток углекислого газа и метана измерялся на месте в сочетании с ультрапортативным анализатором парниковых газов (UGGA). Каждая точка наблюдения покрывает растительный грунт водно - болотных угодий, отражающий общий углеродный обмен водно - болотных угодий.

OA - ICOS GLA132 - GGA Суперпортативный анализатор парниковых газов "UGGA"

Воздух в коробке циркулирует через небольшой вентилятор, управляемый 12 - вольтовой батареей. Верхняя часть ящика покрывает крышку ПВХ и образует замкнутое соединение с UGGA через прозрачную трубку. Анализатор регистрирует концентрации CH и CO2C в контейнере каждые 5 - 10 минут. После каждого отбора проб крышка коробки смещается, чтобы восстановить естественный обмен света и газа внутри. Все данные потока представляют собой среднее значение многократных измерений в течение суток.

Кроме того, в ходе исследования в течение двух последовательных дней проводились измерения на каждом участке водно - болотных угодий в различные сезоны (периоды значительных различий в температуре, осадках и растительном покрове), с тем чтобы зафиксировать сезонные изменения в выбросах углерода.

Исследование показало:

1. Изменения в потоке CO2

Сезонные факторы (колебания температуры, осадков и уровня воды) являются основными причинами различий в потоках CO2 между двумя типами водно - болотных угодий и регионами. Помимо методов выпаса скота и сезонных эффектов, разница между днем и ночью также значительна: выбросы CO2 в ночное время на 31% выше, чем в дневное время.

В двух исследуемых экосистемах водно - болотных угодий сезонные изменения потока CO2 в изолированных и открытых экспериментальных зонах (Kealy). Серая колонка представляет собой изолированную испытательную зону, а белая колонка представляет собой экспериментальную зону выпаса.

Наблюдения показывают, что выбросы углекислого газа могут быть сокращены примерно на 35% после того, как водно - болотные угодья будут запрещены для выпаса скота, что указывает на то, что запрет на выпас помогает сохранить запасы углерода на водно - болотных угодьях и повысить потенциал поглощения углерода.

2. Характеристики выбросов CH

Выбросы метана в целом были низкими на протяжении всего периода мониторинга и были тесно связаны с изменениями уровня воды. Например, летом 2017 года выбросы метана достигли пика из - за высокого уровня воды; В последующие периоды снижения уровня воды выбросы CH практически не наблюдались.

Изменения потока CH и глубины воды в различных экосистемах водно - болотных угодий и в разные сезоны. Пиковые выбросы метана наблюдались в условиях высокого уровня воды во время изолированного шторма на водно - болотных угодьях Кели в начале лета 2017 года.

Биомасса и почвенный углерод

Исследования показывают, что как постоянный, так и краткосрочный централизованный выпас, биомасса на земле в районе разделения на 6,4 процента выше, чем в районе выпаса. В то же время концентрация углерода в почве в зоне отчуждения на 30% выше, чем в пастбищных районах. Этот результат единодушно свидетельствует о том, что выпас скота ведет к сокращению биомассы и накоплений углерода в почве на водно - болотных угодьях и увеличению выбросов углерода.

Управление откровениями и приложениями:

Исследование показало, что, хотя краткосрочный централизованный выпас скота в определенной степени способствует увеличению накоплений углерода, сокращению выбросов углекислого газа и имеет более высокий потенциал для получения прибыли от инвестиций, запрет на выпас скота в неорошаемых пресноводных водно - болотных угодьях остается лучшей стратегией управления для увеличения запасов углерода в почве и растительности и сокращения выбросов углерода.

Определение подходящих методов выпаса скота на водно - болотных угодьях, которые могут увеличить накопление углерода и контролировать выбросы углерода, обеспечит важную основу для научного управления экосистемами водно - болотных угодий.

Источник дела:

Limpert, K.E., Carnell, P.E. & Macreadie, P.I. Рациональное управление сельскохозяйственным выпасом для повышения поглотительной способности пресноводных водно - болотных угодий, экологическое управление водно - болотными угодьями [J], 2021, 29: 231–244.

Статья перепечатана из ABB Measurement & Analytics, Добро пожаловать в фоновое сообщение для заинтересованных друзей!