Vysokohorské oblasti s rozsiahlou prítomnosťou permafrostu sú kľúčové pre globálny uhlíkový cyklus, pretože ich pôdy uchovávajú obrovské zásoby organického uhlíka. Tieto životne dôležité zásoby sú však v súčasnosti vystavené dvojitému tlaku: dramatickému otepľovaniu klímy a intenzívnemu obhospodarovaniu pôdy, najmä prostredníctvom pasenia hospodárskych zvierat. V týchto regiónoch stúpajú teploty vzduchu pri povrchu viac ako dvojnásobne oproti globálnemu priemeru, pričom sa predpokladá, že tento trend pretrvá do konca storočia. Donedávna však nebolo úplne jasné, ako sa tieto faktory navzájom ovplyvňujú a aký bude ich konečný dopad na uhlíkové zásoby v pôde. Nový výskum prináša prekvapivé zistenia o tejto komplexnej interakcii.

Klimatické zmeny a neočakávaný potenciál pre záchyt uhlíka

Hoci sa často predpokladalo, že otepľovanie v permafrostových oblastiach povedie k zrýchlenému rozkladu pôdneho uhlíka, a tým vykompenzuje prípadné zisky zo zvýšenej vegetačnej produktivity, nedávna štúdia, ktorá integrovala rozsiahle pozorovania pôdneho uhlíka, inkubačné experimenty a trojpólový model pôdneho uhlíka, prináša odlišný pohľad. Projektuje sa, že pôdy v týchto vysokohorských permafrostových oblastiach budú do roku 2060 naďalej fungovať ako záchyt uhlíka. Očakáva sa, že absorbujú 261 až 292 teragramov uhlíka (TgC) v hĺbke jedného metra, v závislosti od scenára otepľovania.

Je však dôležité poznamenať, že viac ako polovica týchto prírastkov (63 – 70 %) sa očakáva v aktívnom, ľahko rozložiteľnom uhlíkovom fonde. To naznačuje zvýšenú zraniteľnosť zásob pôdneho uhlíka voči extrémnym poveternostným udalostiam a narušeniam, ako je napríklad pasenie. Napriek tomu, že procesy náhleho topenia permafrostu (termokras) môžu uvoľniť uhlík (odhadom 160 TgC, čo kompenzuje asi 55 % prírastkov spôsobených otepľovaním), štúdia naznačuje, že tieto procesy nemusia zvrátiť celkový trend zvyšovania zásob pôdneho uhlíka v teplejšej budúcnosti. Výskum tiež zdôrazňuje, že pre presné predpovede je kľúčové zohľadniť kombinované efekty viacerých klimatických faktorov, ako sú teplota aj zrážky, ktoré môžu stimulovať produktivitu rastlín a tým prispievať k akumulácii uhlíka v pôde.

Dominantná úloha obhospodarovania pôdy: Prekvapenie pasenia

Okrem klimatických zmien, obhospodarovanie pôdy, najmä pasenie hospodárskych zvierat, má hlboký vplyv na pôdny uhlík prostredníctvom kŕmenia a udupania. Štúdia zistila, že pasenie, a nie klimatické zmeny, hrá dominantnú úlohu pri oslabovaní záchytov uhlíka v pôde. Vplyv pasenia sa prekvapivo líši v závislosti od textúry pôdy a intenzity pasenia:

• V pôdach s hrubšou textúrou (obsah ílu < 22 %) sa celkové zásoby uhlíka výrazne znižovali so zvyšujúcou sa intenzitou pasenia.
• V pôdach s jemnou textúrou (obsah ílu > 22 %) sa zásoby uhlíka spočiatočne zvyšovali pri strednej intenzite pasenia (až do približne 50 % intenzity), predtým ako začali klesať. Toto zistenie je v súlade s „hypotézou optimalizácie pasenia“, ktorá naznačuje, že mierne pasenie môže zvýšiť produktivitu rastlín a tým aj prísun uhlíka do pôdy.

Synergické efekty a cesta vpred

Kľúčovým zistením je, že straty pôdneho uhlíka spôsobené pasením do značnej miery kompenzujú akumuláciu spôsobenú otepľovaním. To znamená, že aj keď klimatické zmeny teoreticky prispievajú k záchytu uhlíka, súčasné úrovne pasenia – a dokonca aj prechod na udržateľnejšiu „rovnováhu medzi krmivom a dobytkom“ – by mohli tieto klimaticky podmienené prírastky takmer úplne vyrovnať.

Projekcie ukazujú, že pri „súčasnej politike pasenia“ sa očakáva zníženie zásob uhlíka v pôde o 259 až 287 TgC do roku 2060. Aj pri scenári „rovnováhy medzi krmivom a dobytkom“ sa síce strata zmierňuje (na 209-238 TgC), stále je však značná. Kombinovaný efekt pasenia a otepľovania môže stratu uhlíka ešte viac prehĺbiť. V dôsledku toho by sa čistý záchyt uhlíka v pôdach týchto regiónov mohol do roku 2060 znížiť na minimálnych 0,06 TgC za rok pri súčasných praktikách pasenia. Prechod na udržateľnejšie „rovnováhu medzi krmivom a dobytkom“ by však zvýšil čistú absorpciu uhlíka na 1,12 TgC za rok, čo je viac ako trojnásobok súčasného scenára.

Pre udržanie záchytov uhlíka v pôde vo vysokohorských oblastiach je kriticky dôležité optimalizovať pasenie. Hoci úplné vylúčenie pasenia by mohlo viesť k významnej sekvestrácii uhlíka (približne 5,51 TgC ročne do roku 2060), narušilo by to miestne živobytie. Štúdia preto zdôrazňuje potrebu udržateľných manažérskych stratégií, ako je rotačné pasenie alebo pravidelné oplotenie, ktoré môžu nielen zabrániť vyčerpaniu pôdneho uhlíka, ale aj podporiť miestne komunity. Je tiež kľúčové začleniť vplyvy pasenia do modelov zemského systému, ktoré sa používajú na prognózy klimatických zmien. JRi

Štúdia  bola publikovaná v časopise Nature