Година след година, сезон след сезон ставаме все по-чести свидетели на ефекта от климатичните промени, породени от глобалното затопляне.  Ако за много от нас то все още не представлява притеснение, то за земеделците, с техните „фабрики под открито небе“, става все по-предизвикателно начинание да ги стопанисват.

Земеделието винаги е било подвластно на климата и рисков бизнес. И ако се върнем само няколко години назад, ще установим, че ако не всяка, то през няколко години е имало сериозни климатични проблеми – най-често есенно или лятно засушаване, но също и проливни дъждове, наводнили земеделски земи, ураганни ветрове, съборили посевите в полетата, градушки, измръзвания и т. н., които са нанасяли по-малки или по-големи щети на земеделската продукция. 

Кого да виним?

Дисбалансът на въглеродния кръговрат и твърде голямото отделяне на СО2 в атмосферата е причина номер едно за глобалното затопляне 

Топ замърсителите - източници на въглероден диоксид, са:

  • Енергетика (електричество, топлоенергия и транспорт): 73,2%
  • Директни промишлени процеси: 5,2%
  • Отпадъци: 3,2%
  • Селско, горско стопанство и земеползване: 18,4%, според Охфордския „Global Change Data Lab“. (Разбира се, емисиите идват и от много други сектори и процеси, както и няма едно решение за справяне с изменението на климата, напомнят там).

Фермерите по света обаче са в челните редици на потърпевшите от климатичните кризи – суши, градушки, температурни аномалии, но в тях е и разковничето – едно от решенията. Един от начините да върнем въглеродния диоксид в земята е с поглъщането и съхранението на въглерод в земеделските почви. Нарича се още секвестиране. Океаните са топ погълтители на въглерод, но не винаги са били винаги такива. Преди индустриалната ера океанът всъщност е бил нетен източник на CO2. Нарастващите атмосферни концентрации на CO2, предизвикани от човека, принуждават океана да абсорбира този газ. Но и това си има цена. Увеличаването на CO2 в океана променя химията на морската вода – ефект, известен като подкисляване, което има отрицателно въздействие върху морския живот.

Океаните са топ погълтители на въглерод, но не винаги са били винаги такива. Преди индустриалната ера океанът всъщност е бил нетен източник на CO2. Нарастващите атмосферни концентрации на CO2, предизвикани от човека, принуждават океана да абсорбира този газ. Но и това си има цена. Увеличаването на CO2 в океана променя химията на морската вода – ефект, известен като подкисляване, което има отрицателно въздействие върху морския живот.

За разлика от океаните, които са най-големият погълтител на въглероден диоксид, но не участват активно в кръговрата на въглерод, почвите го правят. Те са и втори по ред погълтители на въглерод, съдържащи приблизително 75% от въглерода на сушата. Затова те имат основна роля в поддържането на баланса на въглеродния цикъл. А след тях е растителният свят, чиито количества погълнат въглерод са два пъти по-малко от почвите.

Почвата не абсорбира CO2 толкова бързо, но превъзхожда растителността в количеството, което съхранява. Около половината почва в Централна Европа например е съставена от въглерод.

В световен мащаб почвата съдържа почти два пъти повече CO2 от живата флора и атмосферата взети заедно. Колко добре съхранява въглерод обаче зависи от типа на почвата, растителността и климата. Като цяло, колкото по-влажно и студено, толкова по-добре. Въглеродът се намира във всички живи организми и е основният градивен елемент за живота на Земята. Той съществува в много форми, предимно като растителна биомаса, почвена органична материя и като газ въглерод диоксид (CO2) в атмосферата и разтворен в морска вода. Улавянето на въглерод е дългосрочно съхранение на въглерод в океани, почви, растителност (особено гори) и геоложки образувания.

Въглеродът се намира във всички живи организми и е основният градивен елемент за живота на Земята. Той съществува в много форми, предимно като растителна биомаса, почвена органична материя и като газ въглерод диоксид (CO2) в атмосферата и разтворен в морска вода. Улавянето на въглерод е дългосрочно съхранение на въглерод в океани, почви, растителност (особено гори) и геоложки образувания.

Седиментните скали могат да съдържат огромно количество въглерод, но те не се приемат за поглътител на въглерод, тъй като вече не поемат повече въглерод, отколкото се освобождава основно чрез вулканични изригвания. Всъщност, поради използването на изкопаеми горива от човека, те са източник на голяма част от излишния CO2 в атмосферата.

Как става в почвата секвестирането - улавянето (или поглъщането) и съхранението на СО2?

На сушата въглеродът се съхранява като органичен въглерод (ОВ) от разлагането на живи организми – растения и животни, или като неорганичен въглерод от ерозията на земни скали, руди и минерали. По-дълбоко под земята са изкопаемите горива като нефт, въглища и природен газ, които са останките от растения, разложени при анаеробни (без кислород) условия.

Дългосрочно съхранение на органичен въглерод се получава и когато материя от живи организми потъва на дъното на океана и образува седиментна скала.

Основният начин, по който почвите съхраняват въглерод, е с почвена органична материя (ПОМ), също срещана като Органична материя (ОМ). Тя представлява сложна комбинация въглеродни съединения, състояща се от разлагащи се растителни и животински тъкани, микроби (протозои, нематоди, гъбички и бактерии) и въглерод, свързани с минерали. Органичната материя се състои основно от почвен органичен въглерод - ПОВ (58%), като останалата маса се състои от вода и други хранителни вещества като азот и калий.

Почвената органична материя (ОМ) пък съставлява около 2-10% от почвата. Графика на погълтителите на въглерод

Графика на погълтителите на въглерод

Почвите съхраняват значителни количества въглерод като почвена органична материя, глобално около 2,3 пъти повече от въглерода в атмосферния CO2 и 3,5 пъти повече от въглерода във всички живи сухоземни растения, посочва Световната огранизация по храни ФАО в нов доклад „Глобална оценка на почвен въглерод в пасищата“ . 

Въпреки това, продължителното култивиране ускорява разлагането на почвената органична материя и може да причини загуба на 20–67% от почвения органичен въглерод (ПОВ) в земеделската земя.

Така че въглеродът може както да остане складиран в почвата за хилядолетия, така и бързо да бъде освободен обратно в атмосферата. Най-големият погълтител на въглерод, който човечеството може да управлява, е почвата.

Най-големият погълтител на въглерод, който човечеството може да управлява, е почвата.

 Защо трябва да направим двойно повече усилия?

Въпреки че е логично да приемаме, че улавянето на един тон CO₂ ще компенсира същото количество емисии, 1 към 1, констатациите на учени, като климатоложката Кирстен Зикфелд, са че не е точно така. Според нея е необходимо допълнително поглъщане на CO₂, за да се компенсират вече отделените емисии. Или, с други думи, отделянето на даден размер емисии и после поглъщането им, би довело до по-високи атмосферни емисии, спрямо ако не бяхме ги отделили. Това е така, тъй като се наблюдават някои нелинейни процеси, следствие които емисиите водят до различна промяна на концентрацията на CO₂ в атмосферата в сравнение с отстраняване със същия размер. Например, способността на океана да буферира излишния CO₂ – което е ключово за способността му да поеме допълнителен CO₂ от атмосферата – намалява при по-високи нива на CO₂ в атмосферата. Почвеният органичен въглерод е компонент на почвената органична материя, който обаче се губи при продължаващи във времето тежки агрообработки.

Почвеният органичен въглерод е компонент на почвената органична материя, който обаче се губи при продължаващи във времето тежки агрообработки.

Органичното поглъщане на въглерод изисква прилагането на усъвършенствани стратегии за управление, които увеличават количеството въглерод, съхраняван от растителността (обработваеми земи, пасища, гори), почвата, океана и микроорганизмите. Само по себе си органичното улавяне на въглерод не може да постигне нетни нулеви емисии до 2050 г. Улавянето и съхранението на въглерод (CCS), биоенергията с улавяне и съхранение на въглерод (BECCS), директното улавяне на въздуха (DAC) и улавянето и оползотворяването на въглерод (CCU) притежават потенциала за намаляване на емисиите на парникови газове чрез намаляване на използването на изкопаеми горива и насърчаване на възприемането на чисти и устойчиви енергийни източници. Заедно, подходите CCS, CCU и DAC могат да осигурят рязкото намаляване на емисиите на CO2, необходимо с обещанието за широкомащабно внедряване при силна структурна и политическа подкрепа, научноизследователска и развойна дейност и намаляване на разходите.