Stocks and Annual Fluxes of Organic Carbon in the Mineral Soil Cover of Estonia

Orgaanilise süsiniku varud ja aastavood Eesti mineraalmuldades

Raimo Kõlli ； Indrek Tamm ； Alar Astover

《Estonian Journal of Ecology》 60卷4期 (2011/12) Pp. 251-263

摘要

Mulda siseneva ja sealt väljuva orgaanilise aine koosseisus oleva süsiniku alusel on analüüsitud 16 Eesti mineraalmullagrupi orgaanilise süsiniku (Corg) aastak äivet ning bilanssi. Muldade huumusseisundi ja produktiivsuse kvantitatiivsed näitajad pärinevad mullaprofiilide andmebaasist PEDON, mis koostati aastatel 1967.1985 ning mida täiendati aastatel 1986.1995 ja 1999.2005. Muldade jaotumuse aluseks mineraalmuldade (32351 km^2) Corg koguvarude (323 ±46 Tg) arvutamisel olid Eesti mullastiku suuremõõtkavalise kaardistamise andmed. Mulla Corg varud, mis sõltuvad peamiselt mulla veere.iimist, savi ja karbonaatide sisaldusest ning kasutatavast agrotehnoloogiast, on töös esitatud epipedonite ja alusmuldade kohta. Suurima Corg akumuleerimisvõimega on turvastunud mullad. Seoses bioloogilise aktiivsuse seiskumusega alaliselt liigniisketes tingimustes on nende alusmuld aga Corg poolest vaene. Kuigi hüdromorfsete mittekarbonaatsete ja automorfsete karbonaatsete muldade Corg mahutusvõime on praktiliselt sarnased, on esimestel muldadel ligikaudu pool varust maetud muldkatte alumistesse kihtidesse ehk aktiivsest ringest eemaldatud. Automorfsete karbonaatsete muldade epipedon on aga rikas aineringes aktiivselt osaleva hea kvaliteediga Corg poolest. Mulla orgaanilise aine aastakäive kajastab pikaajalise perioodi Corg keskmist aastakäivet ehk sisend- ja väljundvoogusid (Mg Corg ha^(-1)a(-1)) ning bilanssi. Paljude aastate keskmised Corg sisend- ja väljundvood tasakaalustatud ökos üsteemide muldkattes varieeruvad piirides 0,2-3,6 Mg Corg ha^(-1)a(-1). Suurima Corg aastakäibega on automorfsed leetjad, rähksed, leostunud ja kahkjad mullad. Corg aastakäive on madal oma arengu algstaadiumis olevatel ranniku- ja tugevasti erodeeritud muldadel. Valdavalt on muldade Corg aastakäive looduslikes ökos üsteemides tasakaalustunud. Corg aastabilanss on negatiivne erodeeritud, kuid positiivne deluviaal- ja alluviaalmuldades. Põllumuldade Corg bilanss on negatiivne teraviljade kasvatamisel. Eriti suur on mulla Corg aastakulu aga vaheltharitavate kultuuride kasvatamisel. Kogu külvikorra Corg bilanssi tasakaalustab põldheinte kasvatamine. Agroökosüsteemide Corg aastavoogude tase oleneb suuresti ka agrotehnilisest tasemest (ekstensiivne, tava-, intensiivne). Muldade ülesharimise ja liigniiskete alade kuivendamise toimel muutub mulla Corg bilanss negatiivseks ennekõike epipedoni piires. Muldade produktsiooniv õime säilitamise hea põllumajandustava järgi peaks kulutatud Corg kompenseerima kas kohalkasvatatud või juurdetoodud Corg arvel.

並列摘要

Annual cycling of soil organic carbon (SOC) is the main driving force in the formation and functioning of soil cover. Therefore knowledge about it forms the scientific base for sustainable management and ecologically sound soil protection. Systematized parameters of the mean annual cycling of SOC by soils are analysed on the basis of the SOC stock densities (Mg ha^(-1)) of 16 mineral soil groups. The SOC stocks according to soil groups for the soil cover (solum) as a whole and for their epipedon were calculated on the basis of mean SOC densities and their distribution area of soil types. In the Estonian mineral soil cover (32351 km^2) a total of 323 ± 46 Tg (10^12 g) SOC is retained; 42% of this is sequestered into stabilized humus, 40% into unstable raw humus, and 18% into forest (grassland) floor and shallow peat layers. Of the total SOC stock, 75% is situated in biologically active epipedons and 25% in subsoil. The annual SOC inputs and outputs in natural soils, which were calculated on the basis of annual productivity, ranged from 0.2 to 3.6 Mg ha^(-1) yr^(-1). The influence of land management peculiarities on the annual cycling and balance of SOC has been demonstrated by our own experimental research, as well as by data published in the literature. In this work the pedo-ecological causal regularities of SOC sequestration in mineral soil cover (SOC concentration, soil thickness, moisture regime, texture, carbonate content), and agro-technological possibilities for its regulation (crops and their rotation, level of subsidization and soil amelioration) are discussed.

並列關鍵字

carbon retention capacity ； carbon stock ； carbon turnover ； land use ； pedo-ecological regularities