Engineering журналында жакында жарыяланган изилдөөгө караганда, жер бетиндеги топурактын органикалык көмүртек деңгээлинин жогорулап жаткан тенденциясы климаттын өзгөрүшү менен байланыштуу. Бул жараяндын кандай мааниси бар?
Кытайдагы Нанкин гидротехникалык (Nanjing Hydraulic Research Institute) изилдөө институтунан Янли Лю (Yanli Liu), жана Цзяньюн Чжан ( Jianyun Zhang) баштаган окумуштуулар тобу жүргүзгөн изилдөө 1981- жылдан 2019-жылга чейин дүйнөлүк жер бети боюнча топурактын органикалык көмүртек (ТОК) тенденцияларын изилдеп, бул өзгөрүүлөрдүн негизги себептерин аныктаган.
Изилдөөнүн айрым тыянактарын Европа Биримдигинин илим жаңылыктарына адистешкен Alpha Galileo агенттиги кабарлады.
Изилдөө жер бетинде ТОК курамы өсүп жатканын аныктап, негизги климаттык факторлор катары температура жана жаан-чачын белгиленген. Өсүмдүк чөйрөсү да ТОКту көбөйтүүгө таасир эткен маанилүү жергиликтүү фактор экени аныкталган.
Бирок изилдөө глобалдык көмүртек нейтралдуулугуна жетүү үчүн табигый көмүртек сактагычтарына гана таяныш – жогорку тобокелчиликтеги стратегия экенин баса белгилейт. Анткени, ТОКтогу болжолдуу өсүү климат боюнча Париж макулдашуусунда коюлган бийик максаттардан алыс.
Тарыхый анализ көрсөткөндөй, 1981 жылдан 2019-жылга чейин дүйнөлүк ТОК кору 6.392 пегаграмм көмүртекке (PgC) өскөн. Бул өсүү өзгөчө орто жана төмөнкү кеңдиктердеги (Чыгыш жана Борбордук Азия да ортоңку кеңдикте жайгашкан) аймактарда байкалган, ал жерде өсүмдүк чөйрөсү кененирээк жайылган.
Мындан тышкары, Түндүк Америка, Азия жана Европанын бөлүктөрү кирген жогорку кеңдиктердеги аймактарда ТОКтун олуттуу азайганы билинген, бул глобалдык жылуулуктун тоңгон топурактарга тийгизген таасири менен түшүндүрүлөт.
Изилдөөчүлөр глобалдык ТОКтун өзгөрүүсүнүн себептерин талдоо үчүн географиялык детектор моделин колдонушкан. Натыйжалар көрсөткөндөй, температура, жалбырак аянтынын индекси (LAI) жана жаан-чачын күндөрү – ТОКтун дүйнөлүк деңгээлдеги өзгөрүүсүнө негизги таасир эткен факторлор.
Кокус токой (random forest) моделин да колдонуп, изилдөөчүлөр ар кандай климаттык сценарийлердин негизинде келечектеги ТОК тенденцияларын болжошту. Модель боюнча глобалдык ТОК кору бардык сценарийлерде өсүүнү улантат, эң чоң өсүш Африка жана Түштүк Америкада күтүлөт.
Бирок, SSP5-8.5 сыяктуу жогорку эмиссия сценарийлеринде 2100-жылга чейин Түндүк Америка, Азия жана Океанияда ТОКтун олуттуу азайышы мүмкүн.
Жерде канча органикалык көмүртек бар?
Нанкин гидротехникалык изилдөө институтунун окумуштуулар тобу Engineering журналында жарыяланган илимий макаласында белгилешкендей, “топурак – жер бетиндеги системалардагы көмүртектин негизги корлорунун бири. Топурактын органикалык көмүртек (ТОК) кору болжол менен 1,5 триллион тонна, бул атмосферадагы көмүртек көлөмүнөн эки эсе, ал эми кургактагы өсүмдүктөрдөгү көмүртектен үч эсеге жакын көп.
Айрыкча, жер бетинен 30 см тереңдиктеги ТОК кору болжол менен 0,68 триллион тоннаны түзөт, бул дагы атмосферадагы жана өсүмдүктөрдөгү көмүртек көлөмүнөн бир топ жогору.
ТОК корунун кичине эле өзгөрүүсү атмосферадагы көмүр кычкыл газынын (CO₂) концентрациясына олуттуу таасир этип, дүйнөлүк кургактагы экосистемалардын көмүртек нейтралдуулугун жөнгө салууда маанилүү ролду ойнойт.
2015-жылдагы Париж макулдашуусунун максаттарынын бири катары “4-1000” демилгеси сунушталган. Анын максаты – кийинки 20 жыл ичинде Жер бетинен 40 см тереңдиктеги топурактын көмүртек корун жыл сайын миңден төрт бөлүккө көбөйтүү болчу”.
Бул демилге глобалдык жылуулукту 2 °C чектөө жана атмосферага чыккан көмүр кычкыл газдын жалпы өлчөмүн кыскартуунун алкагындагы аракеттердин бири.
“Келечектеги көмүртектин айлануусун туура божомолдоп, ылайыктуу чараларды сунуштоо үчүн климаттын өзгөрүшү шартында ТОКтун өзгөрүүсүн жана анын себептерин тереңирээк түшүнүү өтө маанилүү”,- деп жазышат авторлор өз илимий макаласында.
Жалпысынан дүйнөлүк деңгээлде топурактын органикалык көмүртек (ТОК) көлөмүнүн көбөйүшү – жакшы көрүнүш. ТОК – топурактын ден соолугунун негизги бөлүгү жана өсүмдүктөрдүн өсүшүн колдоодо, сууну кармоо жөндөмүн жогорулатууда, климаттагы өзгөрүүлөрдүн таасирин жумшартууда маанилүү роль ойнойт.
Бирок бул маселе өзгөчөлүктөрдү да камтыйт. Кээ бир шарттарда ТОК өтө көп топтолуп кетсе, тескерисинче, айлана-чөйрөгө зыян алып келиши мүмкүн. Мисалы, жылуулук өткөрүүчү газдардын (метан же азот кычкыл газы) бөлүнүшүнүн көбөйүшүнө алып келиши ыктымал. Ошондуктан ТОК деңгээлин жогорулатуу пайдалуу болсо да, бул жараянды айлана-чөйрөнүн шарттарына жараша кылдаттык менен башкаруу керек.
ТОКтун айыл чарбасы үчүн мааниси
Айыл чарбасы топурактагы органикалык көмүртек корун тескөөдө өзгөчө ролду ойной алат. Ал көмүртектин булагы, ошондой көмүртектин сактагычы да болуп эсептелет.
Башкача айтканда, эгер айыл чарбада туруктуу дыйканчылыктын ыкмалары колдонулса, айыл-чарба аянттары өндүргөндөн да көп көмүртекти сиңирип сактай алат. Топурактын көмүртек деңгээлин өлчөп, жогорулатуу чарбанын түшүмдүүлүгүн жана кирешелүүлүгүн да жакшыртат.
Айдалган жерлер, негизинен, көмүртек корунун төмөн деңгээлине жана органикалык заттын азыраагына ээ. Бул өсүмдүк өстүрүү учурундагы топурактын кыймылга келтирилиши менен түшүндүрүлөт. Топурак аба менен тийишкенде, органикалык заттар тезирээк ыдырап, биологиялык активдүүлүк төмөндөйт. Ошондуктан айдоо тармагында көмүртек менен органикалык заттардын эң төмөнкү деңгээлде болушу таң калычтуу эмес.
Мал чарбасына колдонулган жерлер орточо деңгээлде турат. Алар үчүн жыл сайын табигый түрдө кошулуп турган кык (жашыл кык, көң) көмүртек корун байытуунун негизги булагы болуп саналат. Андан тышкары, мындай жерлер айдоо иштерине азыраак дуушар болот.
Глобалдык масштабда айдоо жерлериндеги топурактын органикалык көмүртек (ТОК) запасы мурдагы деңгээлге салыштырмалуу 25–75%га чейин азайган деп эсептелет.
ТОКтун сууну сактап калуу жана азыктык заттарды камсыз кылуу сыяктуу маанилүү функциялары бар жана ал топурактын биологиялык жана физикалык касиеттерин, мисалы, агрегаттык жана ооруларга каршы туруктуулугун жакшыртат. Ар кандай топурак касиеттеринин кеңири чөйрөсүндө ТОК башкаруу чараларынын таасирине жооп катары топурактын сапатын баалоодо көрсөткүч катары кеңири колдонулат.
Айдоо аянттарында айыл чарбаны башкаруунун негизинде топурактын органикалык көмүртегин (ТОК) глобалдык деңгээлде сактап калуу мүмкүнчүлүгүнүн учурдагы баалоолору жылына 0.1ден 2 гигатоннага чейин көмүртек деп эсептелет.
Бул баалоолор аймактардын жеткиликтүүлүгү жана колдонулган башкаруу ыкмалары боюнча ар кандай глобалдык изилдөөлөргө таянуу менен жүргүзүлгөн.
Илимий терминдерге түшүндүрмө:
Географиялык детектор модели (GDM) – аймактардагы айырмачылыктарды талдап, ошол айырмачылыктарга эмне себеп болгонун табууга жардам берген статистикалык ыкма. Ал кандайдыр бир жыйынтыкка (мисалы, оорулардын жайылышы же жер пайдалануу) кайсы факторлор көбүрөөк таасир этерин текшерет.
Кокус токой (random forest) модели – көптөгөн чечим дарактары колдонулган машина үйрөнүү алгоритми. Ар бир дарак маалыматтын ар башка, кокустук бөлүктөрүн карайт. Анан алардын жыйынтыктары добуш берүү (эгер классификация болсо) же орточо эсептөө (эгер регрессия болсо) аркылуу биригет. Мындай ыкма так жоромол кылууга жана каталарды азайтууга жардам берет.
Чечим дарагы – машиналык үйрөнүүдө жана чечим анализинде жыйынтыктарды болжолдоо же чечим кабыл алуу үчүн колдонулган структура. Ал бир катар суроолорду берип, ар бир жооп жаңы суроого же акыркы жыйынтыкка («жалбырак» түйүнүнө) алып келет. Негизинен, бул структура көйгөйдүн бардык мүмкүн болгон чечимдерин картага түшүрүп, потенциалдуу аракеттерди алардын чыгымдарына, мүмкүнчүлүктөрүнө жана пайдасына жараша баалайт.
Көмүртектин петаграммы – 1 ПгС (PgC) 1 гигатонна же 1 миллиард тонна көмүртекке барабар.
SSP5-8.5 – климаттын өзгөрүшү боюнча сценарий. Бул сценарий кылымдын аягына чейин казылып алынуучу отундарга катуу көз каранды болгон дүйнөнү элестетет. Бул сценарий боюнча парник газдарынын чоң көлөмдө бөлүнүп чыгышы жана глобалдык температуранын олуттуу жогорулашы күтүлөт.
Шилтемелер:
- Маалымат макала www.alphagalileo.org интернет басылмасындагы https://www.alphagalileo.org/en-gb/Item-Display/ItemId/260816?returnurl=https://www.alphagalileo.org/en-gb/Item-Display/ItemId/260816 илимий жаңылыктын негизинде жазылды.
- Илимий жаңылыкка негиз болгон изилдөө Engineering журналында https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S209580992500195X?via%3Dihub жарыяланган.
- Сүрөт unplash.com сайтынан алынды, автору Ricardo Gomez Angel.
- Илимий терминдерге түшүндүрмөнү Эл Илим коомдук фонду даярдады.
