Eine neue Studie, veröffentlicht in One Earth, zeigt, dass die Basisrate des Abbaus organischen Kohlenstoffs in Böden der Vereinigten Staaten um bis zum Faktor zehn variieren kann. Diese Bandbreite ist bedeutsam, weil Böden mehr Kohlenstoff speichern als Atmosphäre und Pflanzen zusammen und damit wesentlich zu Klimaprojektionen beitragen.
Forscherinnen und Forscher sammelten Proben an 20 NEON‑Standorten und inkubierten sie unter einheitlichen Laborbedingungen über 18 Monate. Sie maßen Kohlendioxidemissionen (CO2) und 26 Bodeneigenschaften, um Abbaurate und Kohlenstoffnutzungseffizienz abzuschätzen. Maschinelles Lernen identifizierte erwartete Einflussgrößen wie Bodentyp, pH‑Wert und Stickstoff, fand aber auch eine starke Verbindung zur Pilzabundanz sowie zu bestimmten Formen von Eisen und Aluminium, die mineralassoziierten organischen Kohlenstoff stabilisieren — eine Form, die Jahrzehnte oder Jahrhunderte halten kann.
Die Forschenden kombinierten die Bodendaten und Basisraten, entwickelten KI‑Modelle, die die beobachtete Variation über 156 Bodenproben abbildeten, und übertrugen die Modelle auf das kontinentale Gebiet der USA. Daraus entstanden Karten der Abbauraten und der Kohlenstoffnutzungseffizienz für Rasterzellen von etwa 2.5 miles Kantenlänge, die ausgeprägte regionale Unterschiede zeigen.
- Südwesten: tendenziell schnellerer Abbau und mehr CO2‑Freisetzung.
- Nordwesten und Osten: langsamerer Abbau und mehr Umwandlung in mikrobielle Biomasse.
- Mittlerer Westen: Werte meist zwischen diesen Extremen.
Chaoqun Lu (Iowa State University), korrespondierender Autor, weist darauf hin, dass viele Modelle bisher davon ausgehen, ähnliche Böden hätten dieselbe Basisrate. Die neuen Ergebnisse sprechen dafür, diese Annahme zu überdenken. Die Autorinnen und Autoren folgern, dass Erdsystemmodelle geochemische und mikrobiologische Steuerungen stärker integrieren sollten, um Projektionen zu verfeinern und regionale Maßnahmen zur Kohlenstoffspeicherung besser zu gestalten.
Schwierige Wörter
- basisrate — Grundwert für Geschwindigkeit eines Prozesses
- abbau — Zerfall oder Zersetzung organischer SubstanzAbbaus, Abbaurate, Abbauraten
- kohlenstoffnutzungseffizienz — Anteil von Kohlenstoff, der zu Biomasse wird
- pilzabundanz — Menge oder Häufigkeit von Pilzen im Boden
- mineralassoziiert — mit Mineralen verbunden und dadurch stabilmineralassoziierten
- inkubieren — Proben unter kontrollierten Bedingungen lagerninkubierten
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Diskussionsfragen
- Welche regionalen Maßnahmen zur Kohlenstoffspeicherung erscheinen Ihnen sinnvoll, wenn Abbauraten stark variieren? Begründen Sie kurz.
- Warum ist die Verbindung von Pilzabundanz und mineralassoziiertem Kohlenstoff wichtig für genaue Klimaprojektionen?
- Wie könnten KI‑Modelle weiter verbessert werden, um regionale Unterschiede in Böden besser abzubilden?
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