カリフォルニア大学ロサンゼルス校 (UCLA) の Kebonye Dintwe 博士と Gregory Okin 博士は、カラハリ地域の気候変動に対する土壌有機炭素 (SOC) フラックスの応答を調査しました。この研究は、気候モデルが、気候変動が乾燥地、特にサバンナでの炭素 (C) 循環に影響を与える可能性が高いことを示しているという文脈で実施されました。
既存のモデルは、気候変動に応じた SOC フラックスの大きさと方向の変化を定量化したり、示したりしていません。この研究では、研究者はCenturyモデルを使用して、大気中のCO2の増加が土壌Cの隔離、土壌呼吸、正味一次生産性（NPP）にどのように影響するかを分析しました
彼らはまた、気候変動に関する政府間パネル (IPCC) の 3 つの気候シナリオの下で、C ダイナミクスに対する降水量と気温変化の結合効果を評価しました。履歴、RCP2.6 および RCP8.5 (代表濃度経路)。さらに、彼らは、3 つの IPCC 炭素排出シナリオの下で、各気候変数の分離効果を評価しました。 RCP2.6 は低排出シナリオを表し、RCP8.5 は非常に高炭素排出シナリオを表します。
彼らの研究で、Dintwe と Okin は、カラハリ サバンナの総土壌有機炭素 (SOC) を、最上部のメートルで 0.9 Pg C (1 Pg =10 g) と計算しました。カラハリの土壌は、RCP2.6 および RCP8.5 の下で、それぞれ上部 1 メートルで約 10% および 18% の SOC を失うと推定されます。気候変動による SOC 損失率は、今世紀末まで、RCP2.6 および RCP8.5 の下で、それぞれ ~1.1 Tg C yr (1 Tg =10 g) および ~2.0 Tg C yr と推定されます。
既存の強い南北降水勾配、均一な土壌テクスチャ、および低い SOC 含有量のために、カラハリは世界のサバンナの代表として使用されました。したがって、カラハリでの SOC 損失が地球規模のサバンナで外挿された場合、研究者は、RCP2.6 と RCP8.5 の下で、それぞれ ~28.4 Tg C y と 64.1 Tg C y の正味 SOC 損失を計算しました。
この研究はさらに、土壌温度の上昇が土壌呼吸の加速による土壌有機炭素 (SOC) の損失をもたらすことを実証しました。一方、大気中の CO2 は 2 倍になります。 濃度は SOC の増加を引き起こします。大気中の CO2 は増加しますが、 植物の生産性、特に C3 を高める 植物の場合、土壌温度の上昇は CO2 の影響を相殺する可能性があります 微生物の呼吸による土壌 C の損失を促進することにより、一方、降水量の減少は土壌 C の入力を減少させる可能性があります。
この研究では、温度と降水量が SOC ストックの維持にほぼ等しい寄与をしており、C フラックスが温度と降水量の変化の影響の全体的な合計に応答することが明らかになりました。サバンナの土壌から C が急速に失われると、地球温暖化が加速し、気候変動と SOC を制御するプロセスとの間の正のフィードバック メカニズムが強化される可能性があります。
この研究の結果は、SOC と大気中の C サイクルの間の正のフィードバックを明確に裏付けており、これらのフィードバックが結合モデル相互比較プロジェクト フェーズ 5 (CMIP5) の一部である既存の地球システム モデル (ESM) では十分に説明されていないことを示しています。肯定的なフィードバックを適切に説明するために、必要に応じて ESM の改訂をサポートします。さらに、これらの結果は、政策立案者が気候変動問題に対処する生物地球化学プロセスを考慮することを求めています。
この研究「サバンナの土壌有機炭素は、人為的な気候変動とともに減少する」が、最近ジャーナル Geoderma に掲載されました。 . Kebonye Dintwe 博士はボツワナ工科大学研究革新研究所の研究者であり、Greg Okin 博士はカリフォルニア大学ロサンゼルス校地理学科の教授です。
