Емісія діоксиду карбону з поверхні ґрунту

Визначення інтенсивності дихання ґрунту в польових умовах, особливо встановлення його часової динаміки, пов’язане або зі значною трудомісткістю або з необхідністю використання спеціального дорогого обладнання, відсутнього у більшості профільних лабораторій чи дорогих реактивів (наприклад, натронне вапно). На сьогодні, не зважаючи на доступність різноманітних систем, що дозволяють оцінити емісію СО2 з поверхні ґрунту за допомогою (одно - і багатоканальних) інфрачервоних аналізаторів, навіть у таких розвинутих сільськогосподарських країнах, як Австралія дуже популярними лишаються адсорбційні методи (Keith, Wong, 2006). Традиційно, для оцінки інтенсивності дихання ґрунту як адсорбент діоксиду карбону використовують розчини KOH, NaOH, Ba(OH)2, які поміщають у хімічні склянки чи фарфорові чашки для випарювання й встановлюють на поверхню ґрунту під камерою. Такий методичний підхід має ряд істотних недоліків. Насамперед, використовується велика кількість реактивів, що в польових умовах лімітує кількість повторностей чи варіантів досліду. По-друге, значна активна поверхня сорбенту призводить до формування ефекту “лужного насосу” й перевищення (overestimation) істинних показників дихання ґрунту на 25-40%. Третім суттєвим недоліком є необхідність негайного титрування зразка, вилученого з камери, що складно зробити у нічний період (в разі визначення добової динаміки дихання ґрунту).

Для оптимізування процесу визначення емісії СО2 з поверхні ґрунту нами запропоновано замінити відносно велику ємність з розчином лугу на мікропробірку класу Eppendorf. Інтенсивність дихання ґрунту, визначена цим способом, дещо менша, ніж за використання традиційних підходів і наближається до істинних кількісних параметрів. Проте, вдається суттєво (у 10-15 разів) зменшити витрату реактивів і уникнути необхідності негайного проведення титрометричного аналізу, оскільки мікропробірки герметично закриваються і можуть бути транспортовані продовж 24-48 годин до лабораторії.

Результати досліджень емісії СО2 з поверхні ґрунту показані на рис. 5.4. Як видно, добова динаміка виділення СО2 з поверхні ґрунту контрольного і дослідних варіантів суттєво відрізняється. Це стосується, в першу чергу, часової відмінності у максимумах і мінімумах емісії діоксиду карбону. У ґрунті контрольного варіанту, починаючи з 0 год, виділення СО2 поступово зменшується від 3,81 до 2,78 г СО2∙м2∙24 год-1 (6 год.), що є добовим мінімумом. З початком світлового дня, ґрунт прогрівається до 15-17°С і емісія діоксиду карбону поступово збільшується, досягаючи другого максимуму о 12-й год. (3,91 г СО2∙м2∙24 год-1). Далі - виявлено поступове зменшення інтенсивності дихання ґрунту до 3,32 (18:00) і збільшення до 4,00 г СО2∙м2∙24 год-1 о 21:00. Цей факт відзначався іншими дослідниками і носить назву термальної інерції ґрунту (Van de Griend, 1985).

Рис. 5.4 Добова динаміка дихання ґрунтів (травень 2008 року)

У більшості рослин в нічний період інтенсифікується дихання, що призводить до виділення в атмосферу СО2, який внаслідок великої молярної маси поступово опускається до приповерхневих шарів. Як видно з наведених на рис. 6.2. даних, збільшення емісії діоксиду карбону у нічний період виявлено у всіх варіантах досліду. Виокремлення власне СО2, яка виділяється з ґрунту, і вуглекислого газу, що опускається на поверхню ґрунту, внаслідок процесів дихання в досліджуваній екосистемі, є доволі проблематичним і пов’язане з рядом труднощів. З огляду на це оцінка емісії власне ґрунтової емісії діоксиду карбону камерним методом є необхідною для запровадження коригуючи коефіцієнтів й встановлення величини дихання екосистеми.

У едафотопах екосистем, розладнаних вирубками різної інтенсивності, о 6 год. встановлені різноамплітудні відхилення у величині емісії СО2 від добового патерну, виявленого у контролі: досягнення максимумів (4,20 г СО2∙м2∙24 год-1) у варіанті РПВГ і в едафотопі після суцільної вирубки другого ярусу (3,81 г СО2∙м2∙24 год-1). Також звертає увагу зменшення інтенсивності емісії вуглекислого газу у дослідних варіантах продовж першої половини світлового дня, що свідчить, як про зміни кількісного і якісного співвідношень функціональних груп мікроорганізмів на частково знеліснених територіях, так і про глибоке перетворення структури ЛОР, пов’язано зі зміною освітленості окремих парцел досліджуваних екосистем (Бедерничек и др., 2010).

Цікаві статті з розділу

Забруднення атмосфери. Знищення озонового шару
У далеку давнину, коли кількість людей на Землі була порівняно невеликою, а їхній інтелектуальний і технічний потенціал - дуже слабким, природа практично не відчувала на собі тиску людини: ...

Діяльність озер та боліт у формуванні мінеральних ресурсів
Актуальність. Ми живемо в епоху гострого конфлікту між людським суспільством та природою, коли нераціональна господарська діяльність порушила динамічну рівновагу біосфери нашої планети, що ...

Вплив антропогенного фактора на життєдіяльність водних організмів
З настанням глобальної екологічної кризи людство змушене вирішувати нові проблеми, що стосуються гармонізації відносин людини з природою, сталого та безпечного збалансованого соціально-еконо ...