Масиелло является экспертом в области того, как углерод ведет себя в почве, и она заметила неприятную проблему как в научной литературе, так и в результатах своей лаборатории: древесного угля много в почве, особенно в плодородных регионах, таких как житница Европы и кукурузный пояс Америки, но пока все ясно что большая часть древесного угля была получена в результате лесных пожаров, было совершенно непонятно, почему он оставался там так долго или как он попал в почву после пожара.В недавно опубликованном исследовании в Journal of Geophysical Research Масиелло и его коллеги, в том числе нынешние и бывшие аспиранты Лейси Пайл и Кейт Маги, проанализировали образцы почвы, собранные после пожара, и обнаружили, что древесный уголь ведет себя совершенно иначе, чем другие формы почвенного углерода, поскольку земля отскочила от огня.«Мы изучили все формы углерода в почве, как сразу после пожара, так и в течение двухлетнего периода, и обнаружили, что он стал более равномерно распределяться с течением времени, что является признаком того, что земля возвращается к своему исходному состоянию. , "Сказал Масиелло.«Древесный уголь ведет себя с точностью до наоборот.
Его распределение со временем стало более неоднородным, и мы думаем, что это потому, что он плавучий, перемещается под действием воды и концентрируется в низких местах ландшафта».Масиелло сказал, что нет ничего удивительного в том, что древесный уголь был живучим.
Фактически, исследовательская группа специально выбрала плоские участки для исследований, потому что предыдущие исследования показали, что почвенный углерод со временем имеет тенденцию перемещаться под гору. Удивительным было то, насколько сильно уголь от пожара стал концентрированным, даже при отсутствии заметного топографического рельефа.«Это было довольно эффективно перераспределено по ландшафту», — сказал Пайл, ведущий автор исследования. «Вместо того, чтобы оставаться там, где он был изначально отложен, он имел тенденцию перемещаться горизонтально по ландшафту.
Общее содержание древесного угля на наших участках исследования не изменилось так сильно за период времени, но там, где мы обнаружили, оно изменилось довольно сильно. немного."Древесный уголь имеет четыре преимущества в качестве улучшения почвы: он снижает выбросы двуокиси углерода в атмосферу и загрязнение, повышает урожайность сельскохозяйственных культур, позволяет вести сельское хозяйство в районах с маргинальными почвами и делает почву более устойчивой к засухе и наводнениям.В 2008 году Масиелло и соавтор исследования Уильям Хокадей, работавшие тогда в Райсе, а в настоящее время в Университете Бэйлора, начали серьезно изучать древесный уголь для почвы после выигрыша приза в размере 10 000 долларов в конкурсе «Recycle Ike» в городе Хьюстон после урагана «Айк».
Шторм оставил 5,6 миллиона кубических ярдов упавших деревьев, сломанных веток и мертвой зелени в Хьюстоне, и команда Райса заняла первое место в конкурсе с их планом по переработке древесины в древесный уголь из биомассы, или «биочар», для использования в качестве СО2. улавливание почвенной поправки.В последующих исследованиях лаборатория Масиелло изучала производство биоугля, микробное воздействие, гидрологические характеристики и эффекты снижения загрязнения.«Больше углерода в почве — это хорошо, и, поскольку мы думаем о способах стабилизации и увеличения запасов углерода в почве, древесный уголь — очевидный вариант», — сказал Масиелло.
По словам Масиелло, чтобы получить максимальную пользу от biochar, ученые и землеустроители должны лучше понимать судьбу и перенос почвенного угля, и изучение природного почвенного угля — отличный способ получить это понимание.«Мы знаем, что много углерода в почве — это старый», — сказала она, добавив, что возраст древесного угля, измеренный с помощью радиоуглеродного датирования, «предполагает, что его трудно разложить.
Но когда мы приносим его в лабораторию, оказывается, что это не так. трудно разложить ".По словам Масиелло, результаты исследования лесных пожаров предлагают новый ключ к разгадке того, как природный древесный уголь может оставаться стабильным в течение долгих периодов времени."Возможно, что подвижность древесного угля на ландшафте и его тенденция к концентрации в низинных местах может повысить вероятность того, что древесный уголь от лесных пожаров окажется захороненным и внедрен глубоко в почву, и что эти отложения действуют как своего рода резервуар древесного угля, который высвобождает древесный уголь в почву в течение длительного времени ».