Carbon Sequestration in Soil as a Sustainable Way of Greenhouse Effect Mitigation

Grażyna Żukowska; Magdalena Myszura; Magdalena Zdeb; Małgorzata Pawłowska

doi:10.35784/pe.2020.2.19

PDF (angielski)

Opublikowane: 2020-07-01

DOI: https://doi.org/10.35784/pe.2020.2.19

Numer Tom 15 Nr 2 (2020)

Articles

Koronavirus, inżynieria środowiska i koniec świata, jaki znamy
Artur Pawłowski

7-14
Między ekonomią a bezpieczeństwem. Dylematy zrównoważonego rozwoju w erze koronawirusa – przykład Wielkiej Brytanii
Paweł Rydzewski

15-21
Wpływ jakości powietrza na migracje ludności
Ke Wang, Yiwei Wang, Chun-Ping Chang

23-31
Czysty i zielony – oszustwa emisyjne Volkswagena: klęska, czy ład korporacyjny?
Stefan Poier

33-39
W jaki sposób rozwój indonezyjskiej nauki w zakresie odnawialnych źródeł energii skutecznie wspiera projektowanie polityki? Podróż w kierunku zrównoważonej energetyki
Iqbal Akbar, Dhandy Arisaktiwardhana, Prima Naomi

41-52
Agrobioróżnorodność w logice ekorozwoju i ochronie praw człowieka w kontekście prawa międzynarodowego i Unii Europejskiej
Piotr Krajewski

53-60
Integracja behawioru z koncepcją resilencji regionalnej na rzecz zrównoważonego wzrostu: przykład sektora rolnego
Agnė Žičkienė, Artiom Volkov, Tomas Baležentis, Dalia Štreimikienė

61-73
W sprawie religijno-kulturowych zasad ochrony przyrody
Ryszard F. Sadowski

75-81
Kto przemówi w obronie ochrony wody i dzikiej przyrody? Rozwiązywanie problemów zrównoważonego rozwoju poprzez marketing
Akansha Singh, Govind Swaroop Pathak

83-91
Idea zrównoważonego rozwoju w namyśle nad znaczeniem wiedzy i poznania
Agnieszka Klimska

93-98
Związek między stanem zdrowia a wydatkami na zdrowie w krajach Europy, w oparciu o analizę danych złożonych
Magdaléna Drastichová, Peter Filzmoser

99-110
Zasady zrównoważonego rozwoju a możliwości ograniczenia globalnych skutków smogu przez miasta średniej wielkości zlokalizowane w Unii Europejskiej na przykładzie Mikołowa (Polska) i Żyliny (Słowacja)
Michał Czuba

111-119
Wskaźniki zrównoważonego użytkowania dzikiej przyrody: problemy związane z ich formowaniem i wdrażaniem w Federacji Rosyjskiej
Svetlana Ivanova

121-130
Systemy zarządzania środowiskiem w kontekście zrównoważonego rozwoju – identyfikacja otwartych problemów
Marek Bugdol, Daniel Puciato, Tadeusz Borys

131-142
Analiza wydatków rządowych w krajach Unii Europejskiej
Florica Mioara Serban, Carmen- Elena Stoenoiu, Ciprian Cristea

153-162
Transformacja technologiczna systemu społeczno-gospodarczego oraz wdrażanie automatyzacji w aspekcie kształtowania ładu i procesów zrównoważenia
Barbara Piontek

163-173
Wpływ działalności przedsiębiorczej na zrównoważony rozwój
Ivona Huđek, Barbara Bradač Hojnik

175-183
Ocena kryteriów zrównoważoności społecznej w zarządzaniu łańcuchem dostaw w przemyśle wytwórczym: rola BWM w MCDM
Maryam Khokhar, Yumei Hou, Muhammad Asim Rafique, Wasim Iqbal

185-194
Sekwestracja węgla w glebie jako zrównoważona metoda ograniczania efektu cieplarnianego
Grażyna Żukowska, Magdalena Myszura, Magdalena Zdeb, Małgorzata Pawłowska

195-205
Ścieżka świętego: argument Buddaghosy na rzecz zrównoważonego rozwoju
Gyan Prakash

205-209
Filozofia postrzegania środowiska człowieka z perspektywy społecznej psychologii i socjologii środowiskowej (implikacje dla zrównoważonego bezpieczeństwa środowiskowego i zdrowotnego)
Mariusz Ciszek

211-222
Organizacja urbanistyczna regionu przemysłowego Baku: XIX – XX w.
Nargiz Abdullayeva, Tarana Bakirova, Aytan Rahmanova

223-234
Światowe doświadczenie w administracji publicznej i transformacji regionów zależnych od energii w kontekście ich zrównoważonego rozwoju
Inna Zablodska, Yevhen Akhromkin, Andriy Akhromkin, Liubov Bielousova, Iryna Litvinova

235-244
Oczyszczanie powietrza wewnętrznego w budynkach zrównoważonych
Amelia Staszowska

245-252

Archiwum

2022

Tom 17 Nr 2
2022-07-04 26
Tom 17 Nr 1
2022-01-03 28

2021

Tom 16 Nr 2
2021-07-01 26
Tom 16 Nr 1
2021-01-04 24

2020

Tom 15 Nr 2
2020-07-01 24
Tom 15 Nr 1
2020-01-02 24

2019

Tom 14 Nr 2
2019-07-01 20
Tom 14 Nr 1
2019-01-02 20

2018

Tom 13 Nr 2
2023-10-15 22
Tom 13 Nr 1
2018-01-02 23

Authors

Grażyna Żukowska

magdalena.myszura@up.lublin.pl

University of Life Science in Lublin, Faculty of Agrobioengineering, Institute of Soil Science and Environment Management, Leszczyńskiego 7, 20-069 Lublin

https://orcid.org/0000-0002-8189-6675 ##orcid.unauthenticated##

Magdalena Myszura

magdalena.myszura@up.lublin.pl

University of Life Science in Lublin, Faculty of Agrobioengineering, Institute of Soil Science and Environment Management, Leszczyńskiego 7, 20-069 Lublin

https://orcid.org/0000-0002-5378-924X ##orcid.unauthenticated##

Magdalena Zdeb

magdalena.myszura@up.lublin.pl

University of Life Science in Lublin, Faculty of Agrobioengineering, Institute of Soil Science and Environment Management, Leszczyńskiego 7, 20-069 Lublin

https://orcid.org/0000-0002-9337-0830 ##orcid.unauthenticated##

Małgorzata Pawłowska

magdalena.myszura@up.lublin.pl

University of Life Science in Lublin, Faculty of Agrobioengineering, Institute of Soil Science and Environment Management, Leszczyńskiego 7, 20-069 Lublin

https://orcid.org/0000-0002-5976-7420 ##orcid.unauthenticated##

Abstrakt

Dzięki istnieniu naturalnych mechanizmów transformacji związków węgla zawartych w atmosferze w związki próchniczne, gleba stanowi istotny czynnik kontrolujący stężenie atmosferycznego CO₂. Masa węgla zawartego w materii organicznej nagromadzonej w powierzchniowej warstwie skorupy ziemskiej jest większa niż masa tego pierwiastka w atmosferze lub biomasie organizmów żywych. W ostatnich latach wiele uwagi poświęca się roli gleb w ograniczeniu przyczyn zmian klimatycznych, poddając pod rozwagę możliwości zwiększenia w nich sekwestracji węgla. Taki sposób podejścia do problemu efektu cieplarnianego, nie wymagający wprowadzania złożonych i drogich rozwiązań technologicznych nakierowanych na wychwytywanie i magazynowanie atmosferycznego CO₂, a dodatkowo przyczyniający się do poprawy jakości środowiska gruntowo-wodnego oraz produktywności gleb jest w pełni zrównoważony, gdyż łączy ze sobą zarówno kwestie środowiskowe, gospodarcze i społeczne.

Słowa kluczowe:

zmiany klimatyczne, funkcje gleby, obieg węgla

Bibliografia

BALESTRINI R., LUMINI E., BORRIELLO R., BIANCIOTTO V., 2015, Plant-Soil Biota Interactions, in: Soil Microbiology, Ecology and Biochemistry (Fourth Edition), Academic Press, p. 311-338.

BANWART S.A., BERNASCONI S.M., BLUM W.E.H., DE SOUZA D.M., CHABAUX F., DUFFY C., et al., 2017, Quantifying and managing soil functions in Earth’s critical zone – combining experimentation and mathematical modelling. Soil functions in Earth’s critical zone: key results and conclusions, in: Adv. Agron., 142, p. 1-27.

BATJES N.H., 2013, Reader for the soil carbon benefits module, in: Proceedings of the ISRIC Spring School, April 22-26, 2013, Wageningen University Campus, The Netherlands, p. 1-16.

BRYANT L., STOCKWEL, R., WHITE T., 2013, Counting Cover Crops, National Wildlife Federation, Washington DC, https://grasslandoregon.com/assets/counting-cover-crops.pdf (22.05.2020).

BURRAS C.L., KIMBLE J.M., LAL R., MAUSBACH M.J., UEHARA G., CHENG H.H., KISSEL D.E., LUXMOORE R.J., RICE C.W., WILDING LP., 2001, Carbon Sequestration: Position

of the Soil Science Society of America, in: Agronomy Publications, 59, p. 1-4.

CEL W., CZECHOWSKA-KOSACKA A., ZHANG T., 2016, Sustainable mitigation of greenhouse gases emission, in: Problemy Ekorozwoju/ Problems of Sustainable Development, 11(1), p. 173-176.

CHABBI A., RUMPEL C., KOGEL-KNABNER I., 2009, Stabilised carbon in subsoil horizons is located in spatially distinct parts of the soil profile, in: Soil Biol. Biochem., 41, p. 256-261.

CHRISTENSEN B.T., 1988, Effects of animal manure and mineral fertilizer on the total carbon and nitrogen contents of soil size fractions, in: Biol. Fertil.Soils, 5, p. 304-307.

COLLINS H.P., ELLIOTT E.T., PAUSTIAN K., BUNDY L.G., DICK W.A., HUGGINS D.R., SMUCKER A.J.M., 2000, Soil carbon pools and fluxes in long-term corn belt agroecosystems, in: Soil Biol. Biochem., 32, p. 157-68.

CONANT R.T., RYAN M.G., ÅGREN G.I., BIRGE H.E., DAVIDSON E.A., ELIASSON P.E., et al., 2011, Temperature and soil organic matter decomposition rates - synthesis of current knowledge and a way forward, in: Glob. Chang. Biol., 17 (11), p. 3392-3404.

CONANT R.T., PAUSTIAN K., ELLIOTT E.T., 2001, Grassland management and conversion into grassland: effects on soil carbon, in: Ecological Applications, 11, p. 343-355.

CREWS T.E., RUMSEY B.E., 2017, What agriculture can learn from native ecosystems in building soil organic matter: A review, in: Sustainability, 9(4), p. 578.

CVETKOV M., ŠANTAVEC I., KOCJAN AČKO D., TAJNŠEK A., 2010, Soil organic matter content according to different management system within long-term experiment, in: Acta Agric. Slovenica, 95, p. 79-88.

DAVIDSON E.A., JANSSENS I.A., 2006, Temperature sensitivity of soil carbon decomposition and feedbacks to climate change, in: Nature, 440(7081), p. 165-173.

DIACONO M., MONTEMURRO F., 2010, Long term effect of organic amendments on soil fertility. A Review, in: Gron. Sustain. Dev., 30, p. 411-422.

DIXON R.K., BROWN S., HONGHTON R.A., SOLOMON A.M., TREXLER M.C., WIŚNIEWSKI J., 1994, Carbon pools and flux of global forest ecosystems, in: Science, 263, p. 185-190.

DOBRZAŃSKI H., ZAWADZKI S. (eds.), 1995, Gleboznawstwo, 1995, PWRiL, Warszawa

DOETTERL S., SIX J., VAN OOST K., CASANOVA-KATNY A., BOUDIN M., BOECKX P., STEVENTS A., MERCKX R., CASANOVA M.A., MUÑOZ C., ZAGAL E., 2015, Soil carbon storage

controlled by interactions between geochemistry and climate, in: Nat. Geosci., 8(10), p. 780-783.

DORADO J., ZANCADA M.C., ALMENDROS G., LO´PEZ-FANDO C., 2003, Changes in soil properties and humic substances after long term amendments with manure and crop residues in dryland farming systems, in: Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 166, p. 31-38.

ECCP, 2003, European Climate Change Programme, Final Report of Working Group: Sinks Related to Agricultural Soils https://ec.europa.eu/clima/sites/clima/files/eccp/second/docs/finalreport_agricsoils_en.pdf (23.05.2020).

EEA 2017, Soil, land and climate change, https://www.eea.europa.eu/signals/signals-2019-content-list/articles/soil-land-and-climate-change (5.06.2020).

GOH K.M., 2004, Carbon sequestration and stabilization in soils. Implications for soil productivity and climate change, in: Soil Science and Plant Nutrition, 50(4), p. 467-476.

GONG W., YAN X.Y., WANG J.Y., HU T.X., GONG Y.B., 2009, Long-term manuring and fertilization effects on soil organic carbon pools under a wheat–maize cropping system in North China Plain, in: Plant and Soil, 314, p. 67-76 https://doi.org/10.1016/s0038-0717(03)00186-x

GREGORICH E.G., CARTER M.R., DORAN J.W., PANKHURST C.E., DWYER L.M., 1997, Biological attributes of soil quality, in: Dev. Soil Sci., 25, p. 81-113.

HANSEN J., KHARECHA P., SATO M., MASSONDELMOTTE V., ACKERMAN F., BEERLING D.J, et al., 2013, Assessing ‘Dangerous Climate Change’: Required reduction of carbon emissions to protect young people, future generations and nature, ed. Añel J.A., in: PLOS One, 8(12), p. 1-26.

HINES R., 1991, On Valuing Nature. Accounting, in: Auditing & Accountability Journal, 4(3).

IMHOFF M.L., BOUNOUA L., RICKETTS T., LOUCKS C., HARRISS R., LAWRENCE W.T., 2004, Global patterns in human consumption of net primary production, in: Nature, 429, p. 870-873.

IPCC, 2018, Global Warming of 1.5oC. Special Report, https://www.ipcc.ch/sr15/ (12.04.2020).

IPCC, 2000, Land Use, Land-Use Change, and Forestry, eds. Watson R.T., Noble I.R., Bolin B., Ravindranath N.H., Verado D.V., Dokken D.J., Cambridge University Press, UK, https://ww www.ipcc.ch/report/land-use-land-use-change-and-forestry/ (10.04.2020).

IPCC, 2013, Climat change 2013: The Physical Science Basis, http://www.climatechange2013.org/report/ (12.04.2020).

JENKINSON D. S., 1990, The turnover of organic carbon and nitrogen in soil, in: Phil. Trans. R. Soc. B, 329, p. 361-368.

JOBBAGY E.G., JACKSON R.B., 2000, The vertical distribution of soil organic carbon and its relation to climate and vegetation, in: Ecol. Appl., 10(2), p. 423-436.

KAY B.D., VANDENBYGAART A.J., 2002, Conservation tillage and depth stratification of porosity and soil organic matter, in: Soil Till. Res., 66(2), p. 107-118.

KIRCHMANN H., HABERHAUER G., KANDELER E., SESSITSCH A., GERZABEK M.H., 2004, Effects of level and quality of organic matter input on carbon storage and biological activity in soil: synthesis of a long-term experiment, in: Global Biogeochem. Cyc., 18, p. 247-259.

KONG A.Y.Y., SIX J., BRYANT D.C., DENISON

R.F., VAN KESSEL C., 2005, The relationship between carbon input, aggregation, and soil organic carbon stabilization in sustainable cropping systems, in: Soil Sci. Soc. Am. J., 69, p. 1078-1085.

KORSCHENS M., MULLER A., 1996, The static experiment Bad Lauchst dt. Germany, in: Evaluation of soil organic matter: models using existing datasets, eds. Powlson D.S., Smith P., Smith J.U., Nato ASI Subseries I, 38, p. 369-387.

KOVEN C.D., HUGELIUS G., LAWRENCE D.M, WIEDER W.R., 2017, Higher climatological temperature sensitivity of soil carbon in cold than warm climates, in: Nat. Clim. Chang., 7, p. 817-822

KUNDU S., BAHATTACHARYYA S.K.R., PRAKASH V., GHOSH B.N., GUPTA H.S., 2007, Carbon sequestration and relationship between carbon addition and storage under rainfed soyabean-wheat rotation in sandy loam soil of the Indian Himalayes, in: Soil Till. Res., 92(1-2), p. 87-95.

LAL R., 2004, Soil carbon sequestration to mitigate climate change, in: Geoderma, 123(1-2), p. 1-22.

LAL R., 2005, Soil carbon sequestration in natural and managed tropical forest ecosystems, in: J Sustain For., 21, p. 1-30.

LAL R., 2008, Carbon sequestration, in: Phil Trans R Soc B, 363(1492), p. 815-830.

LAL R., 2015, Sequestering carbon and increasing productivity by conservation agriculture, in: Journal of Soil Water Conservation, 70(3), p. 55-62.

LAMB D., ERSKINE P., PARROTTA J., 2005, Restoration of degraded tropical forest landscapes, in: Science, 310, p. 1628-1632.

LEMKE R.L., VANDENBYGAART A.J., CAMPBELL C.A., LAFOND G.P., GRANT B., 2010, Crop residue removal and fertilizer N: effects on soil organic carbon in a long-term crop rotation experiment on a Udic Boroll, in: Agriculture, Ecosystems & Environment, 135, p. 42-51.

LIEBIG M.A., MORGAN J.A., REEDER J.D., ELLERT B.H., GOLLANY H.T., SCHUMAN G.E., 2005, Greenhouse gas contributions and mitigation potential of agricultural practices in northwestern USA and western Canada., Soil Tillage Res., 83, p. 25-52.

LUGATO E., LEIP A., JONES A., 2018, Mitigation potential of soil carbon management overestimated by neglecting N2O emissions, in: Nature Climate Change, 8, p. 219-223.

MANN L.K., 1986, Changes in soil carbon storage after cultivation, in: Soil. Sci., 142, p. 279-288.

MAZZONCINI M., SAPKOTA T.B., BÀRBERI P., ANTICHI D., RISALITI R., 2011, Long-term effect of tillage, nitrogen fertilization and cover crops on soil organic carbon and total nitrogen content, in: Soil Tillage Res., 114, p. 165-174.

MERANTE P., DIBARI C., FERRISE R., BINDI M., LESSCHEN P.J., KUIKMAN P., SANCHEZ B., IGLESIAS A.. 2014, Report on critical low soil organic matter contents, which jeopardise good functioning of farming systems. Smart Soil Project. Sustainable farm Management Aimed at Reducing Threats to Soils under climate change, http://smartsoil.eu/fileadmin/www.smartsoil.eu/Deliverables/D2_4_SmartSoil_Final.pdf (22.04.2020).

METTING F.B., SMITH J.L., AMTHOR J.S., IZAURRALDE R.C., 2001, Science needs and new technology for increasing soil carbon sequestration, in: Climatic Change, 51, p. 11-34.

MRABET R., SABER N., EL-BRAHLI A., LAHLOU S., BESSAM F., 2001, Total, particulate organic matter and structural stability of a Calcixeroll soil under different wheat rotations and tillage systems in a semiarid area of Morocco, in: Soil Till. Res., 57, p. 225-235.

NEILL C., 2011, Impact of crop residue management on soil organic matter stocks. A modelling study, in: Ecological Modelling 222(15), p. 2751-2760.

OLEJNIK T., SOBIECKA E., 2017, Utilitarian technological solutions to reduce CO2 emission in the aspect of sustainable development, in: Problemy Ekorozwoju/ Problems of Sustainable Development, 12(2), p. 173-179.

OLSON K.R., 2013, Soil organic carbon sequestration, storage, retention and loss in U.S. croplands: Issues paper for protocol development, in: Geoderma, 195-196, p. 201-206.

PAUSTIAN K., COLE C.V., SAUERBECK D., SAMPSON N., 1998, CO2 mitigation by agriculture: An overview, in: Climatic Change, 40(1), p. 135-162.

PAUSTIAN K., COLLINS H.P., PAUL E.A., 1997, Management controls on soil carbon, in: Soil Organic Matter in Temperate Agroecosystems: Long-Term Experiments in North America, eds. Paul E.A., Paustian K., Elliott E.T., and Cole C.V., CRC Press, Boca Raton, Florida, USA, p. 15-49.

POEPLAU C., DON A., 2015, Carbon sequestration in agricultural soils via cultivation of cover crops – A meta-analysis, in: Agriculture Ecosystems & Environment, 200, p. 33-41.

POEPLAU C., DON A., VESTERDAL L., LEIFELD J., VAN WESEMAEL B., SCHUMACHER J., GENSIOR A., 2011, Temporal dynamics of soil organic carbon after land-use change in the temperate zone – carbon response functions as a model approach, in: Global Change Biology, 17, p. 2415-2427.

POST W.M., KWON K.C., 2000, Soil carbon sequestration and land-use change: Processes and potential, in: Global Change Biology, 6, p. 317-327.

RANAIVOSON L., NAUDIN K., RIPOCHE A., AFFHOLDER F., RABEHARISOA L., CORBEELS M., 2017, Agro-ecological functions of crop residues under conservation agriculture. A review, in: Agronomy for Sustainable Development, 37, p. 26.

SCHULTEN H.R., LEINWEBER P., 1991, Influence of long-term fertilization with farmyard manure on soil organic matter: Characteristics of particle-size fractions, in: Biology and Fertility of Soils, 12, p. 81-88.

SIMON T., 2008, The influence of long-term organic and mineral fertilization on soil organic matter, in: Soil and Water Res., 3(2), p. 41-51.

SIX J., ELLIOTT E.T., PAUSTIAN K., 2000, Soil macroaggregate turnover and microaggregate formation: a mechanism for C sequestration under notillage agriculture, in: Soil Biol. Biochem., 32(14), p. 2099-2103.

STOCKMANN U., ADAMS M., CRAWFORD J.W., FIELD D.J., HENAKAARCHCHIA N., JENKINS M. et al., 2013, The knowns, known unknowns and unknowns of sequestration of soil organic carbon, in: Agriculture, Ecosystems and Environment, 164, p. 80-90.

STRASSMANN K.M.F., FISCHER J.G., 2008, Simulating effects of land use changes on carbon fluxes: past contributions to atmospheric CO2 increases and future commitments due to losses of terrestrial sink capacity, in: Tellus B 60(4), p. 583-603.

TORN M.S., TRUMBORE S.E., CHADWICK O.A., VITOUSEK P.M., HENDRICKS D.M., 1997, Mineral control of soil organic carbon storage and turnover, in: Nature, 389, p. 170-173.

TRIMBLE S.W., CROSSON P., 2000, U.S. soil erosion rates – myth and reality, in: Science, 289(5479), p. 248-250.

WARDLE D.A., ZACKRISSON O., HORNBERG G., GALLET C., 1997, The influence of island area on ecosystem properties, in: Science, 277, p. 1296-1299.

WATANABE A., KAWASAKI S., KITAMURA S., YOSHIDA S., 2007, Temporal changes in humic acids in cultivated soils with continuous manure application, in: Soil Sci. Plant Nutr., 53(3), p. 535-544.

WEISMEIER M., URBANSKI L., HOBLEY E., LANG B., MARIN-SPIOTTA E., et al., 2019, Soil organic carbon storage as a key function of soils – A review of drivers and indicators at various scales, in: Geoderma, 333, p. 149-162.

WEST T.O., POST W.M., 2002, Soil organic carbon sequestration rates by tillage and crop rotation: a global data analysis, in: Soil Sci. Soc. Am. J., 66(6), p. 1930-1946.

WITTER E, MORTENSSON A.M., GARCIA F.V., 1993, Size of the microbial mass in a long-term field experiment as affected by different N fertilizers, in: Soil Biol. Biochem., 28, p. 659-669.

Sekwestracja węgla w glebie jako zrównoważona metoda ograniczania efektu cieplarnianego. (2020). Problemy Ekorozwoju , 15(2), 195-205. https://doi.org/10.35784/pe.2020.2.19

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

Numer Tom 15 Nr 2 (2020)

Archiwum

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Authors

Abstrakt

Słowa kluczowe:

Bibliografia

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Licencja