Co powoduje spadek zawartości materii organicznej?

Co powoduje spadek zawartości materii organicznej?

Zrównoważone rolnictwo oraz ochrona gleby
Procesy degradacji gleby
Broszura informacyjna nr
Spadek zawartości materii
organicznej
Co to jest spadek zawartości
materii organicznej?
Materia organiczna występująca w glebie obejmuje
wszystkie żyjące organizmy glebowe wraz ze
szczątkami martwych organizmów w różnych stadiach
rozkładu. Na zawartość węgla organicznego w glebie
składają się niejednorodne mieszaniny substancji
zawierające węgiel, zarówno prostych, jak i złożonych.
Źródłami materii organicznej są resztki roślin
uprawnych oraz nawozy zielone i zwierzęce, kompost
i inne substancje organiczne. Spadek zawartości
materii organicznej jest spowodowany ograniczonym
występowaniem rozkładających się organizmów
lub większym stopniem rozkładu na skutek zmian
czynników naturalnych bądź antropogenicznych. Materia
organiczna jest podstawowym składnikiem zdrowej
gleby. Obniżenie jej zawartości prowadzi do degradacji
gleby.
Gleba bogata w materię organiczną
(Źródło: Soil Atlas of Europe)
Dlaczego glebowa materia organiczna/węgiel organiczny są
ważne?
Materia organiczna w glebie jest źródłem pokarmu dla fauny glebowej i przyczynia się do różnorodności
biologicznej gleby, ponieważ jest źródłem składników odżywczych, takich jak azot, fosfor i siarka; od niej
w największym stopniu zależy żyzność gleby. Węgiel organiczny wzmacnia strukturę gleby, poprawiając
środowisko fizyczne, umożliwiając tym samym korzeniom penetrację gleby.
Materia organiczna pochłania wodę (jest w stanie zatrzymać wodę w ilości odpowiadającej
sześciokrotności jej ciężaru), dzięki czemu jest bardzo ważnym źródłem życia dla roślinności występującej
na naturalnie suchych i piaszczystych glebach. Gleby zawierające materię organiczną mają lepszą
strukturę, która poprawia infiltrację wody i obniża podatność na zagęszczenie, erozję i występowanie
osuwisk.
W skali globalnej zawartość węgla w glebie jest około dwukrotnie większa od zawartości węgla
w atmosferze i trzykrotnie większa niż w roślinności. Gleby występujące w Europie są olbrzymim
rezerwuarem węgla, mieszczącym około 75 miliardów ton węgla organicznego. Podczas rozkładu materii
organicznej w glebie do atmosfery uwalniany jest dwutlenek węgla (CO2), ale z drugiej strony, podczas jej
powstawania CO2 jest pobierany z atmosfery.
3
Broszura informacyjna nr 3: Spadek zawartości materii organicznej
Co powoduje spadek zawartości materii organicznej?
Zawartość węgla organicznego w glebie uzależniona jest przede wszystkim od klimatu, składu
granulometrycznego gleby, hydrologii, sposobu użytkowania gruntów i roślinności.
Klimat
Rozkład materii organicznej następuje szybciej w wyższych temperaturach, tak więc gleby w cieplejszym
klimacie zawierają mniej materii organicznej niż gleby w klimacie chłodniejszym.
Skład granulometryczny gleby
Gleby drobnoziarniste zawierają więcej materii organicznej niż gleby gruboziarniste; lepiej zatrzymują
składniki odżywcze i wodę, dzięki czemu zapewniają dobre warunki do wzrostu roślin. Gleby gruboziarniste
są lepiej napowietrzone i w związku z tym obecność tlenu powoduje szybszy rozkład materii organicznej.
Hydrologia gleby (odwadnianie)
Im wyższa jest zawartość wilgoci w glebie, tym mniej jest w niej tlenu potrzebnego do rozkładu materii
organicznej, przez co ta ostatnia kumuluje się.
Użytkowanie gruntów (uprawa)
W wyniku uprawy gleby wprowadzany jest do niej tlen i wzrasta jej średnia temperatura, co prowadzi do
szybszego rozkładu materii organicznej. Materia organiczna jest również tracona ponieważ w wyniku erozji
wymywane są górna warstwa gleby i próchnica. Ogólnie rzecz biorąc rośliny uprawne oddają do gleby
mniej materii organicznej niż rodzima roślinność.
Roślinność
Korzenie mają ogromny wpływ na zawartość materii organiczną organicznej w glebie. Rośliny porastające
zbiorowiska trawiaste zapuszczają głęboko korzenie, które w niżej położonych warstwach gleby ulegają
procesowi rozkładu. W przypadku gleb leśnych natomiast proces rozkładu, w wyniku którego powstaje
materia organiczna, zachodzi na powierzchni ściółki. Rośliny uprawne wytwarzają więcej nadziemnej
biomasy niż korzeni. Udział materii organicznej w ziemi uprawnej zależny od praktyk gospodarowania
gruntami, w tym od tego, czy pozostałości po uprawach są usuwane czy pozostawiane na polu.
Miejsce i zasięg
Przykład przestrzennej zmienności zawartości
węgla organicznego w glebie (Źródło: Soil Atlas
of Europe)
Obecne zmiany sposobu użytkowania gruntów i
zmiana klimatu spowodowały spadek zawartości węgla
organicznego w glebie w ilości odpowiadającej 10 %
całkowitej emisji paliw kopalnych w całej Europie.
Ogólnie rzecz biorąc gleby o niskiej zawartości
węgla organicznego występują w ciepłym i suchym
klimacie, natomiast gleby o wysokiej zawartości węgla
są znamienne dla klimatu chłodniejszego i bardziej
wilgotnego. Prawie połowa gleb Europy ma niską
zawartość materii organicznej – przede wszystkim na
południu Europy, ale także na niektórych obszarach
Francji, Wielkiej Brytanii i Niemiec.
Zrównoważone rolnictwo oraz ochrona gleby
Procesy degradacji gleby
Broszura informacyjna nr
W t/ha
<20
21 - 40
41 - 60
61 - 80
81 - 100
101 - 200
201 - 400
>400
Cypr
00
250
250
500
500
in t C/ha
< 20
21 - 40
000
11000
11 500
500
000
22 000
km
km
This map shows the actual carbon content of mineral soils in agricultural areas. The actual soil organic carbon
content (Act SOC) refers to the amount of carbon (kg/m2 or t C/ha) derived by pedotransfer rule for the Soil
Typological Units. The Act SOC (in %) is calculated from the equation: The pedotransfer rule (Jones et al. ,
2004) provides its results in four classes: very low < 1.0 %, Low 1.1-2.0 %, medium 2.1-6.0 % and high > 6 %.
The actual amount of soil organic carbon (kg/m2 or t C/ha) can then be calculated for each within a bioclimatic
region using Act SOC = C*BD*Depth*(1-Frag), where C is the percentage of SOC content, BD is the bulk density
of soil (in kg/m3 or t/ha), Depth is the thickness of a soil layer (in m) and, (1-Frag) is the content of stones (in %).
Związki z innymi procesami
degradacji gleby i kwestiami
środowiskowymi
41 - 60
61 - 80
81 - 100
101 - 200
201 - 400
> 400
Mapa przedstawiająca
rzeczywistą zawartość
węgla organicznego
w glebach użytkowanych
rolniczo w 27 państwach
członkowskich UE
MAP INFORMATION
BIBLIOGRAPHIC INFORMATION
Spatial coverage: 27 Member States of the
European Union where data available
Authors: Vladimir Stolbovoy, Brechje Maréchal
Pixel size: 1 km
Projection: ETRS89 Lambert Azimuthal Equal Area
Input data - source
Soil data - European Soil Database v2
Land use - CORINE Land Cover 2000
Climatic areas - Soil regions map of Europe
For more information:
Vladimir Stolbovoy, European Commission,
Institute of Environment and Sustainability,
Land Management and Natural Hazards Unit,
Ispra, Italy.
Email: [email protected]
Digital datasets can be downloaded from
http://eusoils.jrc.ec.europa.eu/
Spadek zawartości węgla organicznego w glebie
może spowodować mniejszą zdolność gleby do
dostarczania składników odżywczych niezbędnych
dla zrównoważonej produkcji roślin. Może to
prowadzić do niższych plonów i mieć wpływ
na bezpieczeństwo zaopatrzenia w żywność.
Niższa zawartość węgla organicznego oznacza
również mniej pożywienia dla organizmów żywych
występujących w glebie, a co za tym idzie –
mniejszą różnorodność biologiczną gleby.
Niższa zawartość materii organicznej w glebie
osłabia zdolność infiltracji wody, co prowadzi do
większych spływów powierzchniowych wody i erozji.
Z kolei erozja powoduje spadek zawartość materii
organicznej w wyniku wypłukiwania żyznej górnej
warstwy gleby. W warunkach półsuchego klimatu
zjawisko to może nawet prowadzić do pustynnienia.
Zgodnie z przewidywaniami globalne ocieplenie
przyspieszy rozkład materii organicznej
uwalniając więcej CO2 i nasilając zmianę
klimatu. W efekcie proces pustynnienia może
dotknąć obszary położone dalej na północ.
Rezerwuary węgla, które zachowują się dzięki
chłodnym i wilgotnym warunkom klimatycznym,
w cieplejszych warunkach będą uwalniały do
atmosfery pokaźne ilości CO2 i metanu (CH4). To
samo zjawisko zachodzi przy osuszaniu terenów
podmokłych lub eksploatacji torfowisk. Dalsze
odwadnianie pozostałych w Europie torfowisk
bagiennych mogłoby na przykład prowadzić do
uwolnienia 30 milionów ton dwutlenku węgla
rocznie, co odpowiada emisjom powodowanym
przez dodatkowe 40 milionów samochodów na
europejskich drogach.
© European Communities, 2008
Więcej informacji
http://soco.jrc.ec.europa.eu
http://eusoils.jrc.ec.europa.eu/projects/soil_atlas/
3
Broszura informacyjna nr 3: Spadek zawartości materii organicznej
Niniejsza broszura informacyjna opiera się na projekcie „Zrównoważone rolnictwo oraz ochrona gleby”.
Jest ona częścią serii 10 broszur informacyjnych dotyczących trzech głównych tematów projektu. Broszury
dotyczą następujących tematów:
– Wprowadzenie:
– Broszura informacyjna nr 1: Praktyki gospodarki rolnej przyjazne dla gleby i środki polityczne
zapewniające ochronę gleby jako odpowiedź na procesy degradacji gleby;
– Procesy degradacji gleby:
– Broszura informacyjna nr 2: Erozja wodna i zagęszczenie;
– Broszura informacyjna nr 3. Spadek zawartości materii organicznej;
– Broszura informacyjna nr 4: Zasolenie i akumulacja sodu;
– Systemy i praktyki przyjazne dla gleby:
– Broszura informacyjna nr 5. Uprawa konserwująca;
– Broszura informacyjna nr 6: Praktyki uprawy przyjazne dla gleby;
– Broszura informacyjna nr 7: Przyjazne dla gleby elementy infrastruktury gospodarstwa;
– Rozwiązania polityczne mające znaczenie dla gleby:
– Broszura informacyjna nr 8: Wymóg utrzymywania gruntów rolnych w dobrej kulturze rolnej
zgodnej z ochroną środowiska;
– Broszura informacyjna nr 9: Działania rolno-środowiskowe;
– Broszura informacyjna nr 10: Usługi doradcze.
Wszystkie broszury informacyjne i sprawozdania z projektów można pobrać ze strony internetowej:
http://soco.jrc.ec.europa.eu.
© Wspólnoty Europejskie 2009. Powielanie materiałów jest dozwolone, pod warunkiem że zostanie podane ich źródło.
Maj 2009