Riziko uhlíka v poľnohospodárskej pôde EÚ

Dokument sumarizuje kľúčové témy a najdôležitejšie myšlienky z článku publikovaného v časopise Nature Communications s názvom „Revisiting the soil carbon saturation concept to inform a risk index in European agricultural soils“ (Breure et al., 2025). Článok sa zaoberá problematikou ukladania organického uhlíka v poľnohospodárskej pôde Európskej únie a Spojeného kráľovstva, pričom prehodnocuje koncept saturácie pôdneho organického uhlíka (SOC) a navrhuje nový index rizika SOC.

Hlavné témy a dôležité myšlienky:

• Dôležitosť frakcionácie SOC: Autori zdôrazňujú, že hodnotenie celkového obsahu SOC a jeho zmien v čase neposkytuje dostatočné informácie pre efektívne opatrenia na sekvestráciu uhlíka. Nový koncepčný rámec rozlišuje medzi dvoma hlavnými frakciami SOC:
• Partikulárny organický uhlík (POC): Tvorený zväčša nerozloženými alebo čiastočne rozloženými organickými zvyškami. Je menej stabilný a náchylnejší na rozklad.
• Minerálmi asociovaný organický uhlík (MAOC): Tvorený nízkomolekulárnymi zlúčeninami, ktoré sú stabilizované interakciou s minerálnym povrchom pôdy. Je odolnejší voči rozkladu a má dlhší čas obratu, čím prispieva k dlhodobému ukladaniu uhlíka. Citácia: „The form in which soil organic carbon (SOC) is stored determines its capacity and stability, commonly described by separating bulk SOC into its particulate-(POC) andmineral-associated (MAOC) constituents. MAOC ismore persistent…“
• Koncepcia saturácie MAOC: Tradične sa predpokladá, že MAOC má teoretickú maximálnu kapacitu danú obsahom jemných častíc (íl a prach) v pôde a typom minerálov. Avšak autori argumentujú, že tento teoretický limit má nízku praktickú relevanciu pre opatrenia na ukladanie uhlíka, pretože reálna kapacita MAOC je ovplyvnená aj ďalšími ekosystémovými faktormi. Citácia: „Here, we argue that this mineralogical capacity has a low practical importance for carbon accrual actions as, for instance,Mediterranean soils would never reach the MAOC content of acidic soils under the cold climate of northern Europe, even when sharing the same texture…“
• Efektívna kapacita MAOC: Namiesto univerzálnej teoretickej kapacity MAOC autori zavádzajú koncept „efektívnej kapacity MAOC“, ktorá zohľadňuje pedoklimatické podmienky a manažmentové praktiky špecifických regiónov. Na výpočet tejto kapacity použili metódu klastrovania pedoklimatických zón v EÚ a Spojenom kráľovstve na základe faktorov ako aridita, čistá primárna produkcia (NPP), pH pôdy a reliéf. Citácia: „We find that rather than a universal mineralogy-dependent maximum MAOC capacity, an emergent effective MAOC capacity can be identified across pedo-climatic zones.“
• Index rizika SOC: Na základe zistení o efektívnej kapacite MAOC a zmenách obsahu SOC v rokoch 2009-2018 (ΔSOC) autori navrhli „index rizika SOC“. Tento index kombinuje tri zložky:
• Expozícia: Poľnohospodárska pôda EÚ.
• Ohrozenie (Hazard): Zmeny SOC (ΔSOC), ovplyvnené klímou a manažmentom.
• Zraniteľnosť (Vulnerability): Stupeň saturácie MAOC v rámci bioklimaticky homogénnych regiónov. Citácia: „These findings led us to propose the SOC risk index, combining SOC changes and effective MAOC capacity.“ Citácia: „Vulnerability is represented by the level of MAOC saturation within biophysically homogeneous European agricultural regions. We sug-gest that mapping the vulnerability and hazard components of agri-cultural SOC is informative for SOC management.“
• Metodológia odhadu efektívnej kapacity MAOC: Autori použili k-means klastrovanie na identifikáciu 16 pedoklimatických zón. Pre každú zónu následne aplikovali tri rôzne regresné metódy (hraničná priamka – BL, po častiach definovaná hraničná priamka – PBL a nelineárna hraničná priamka – NBL) na odhad efektívnej kapacity MAOC v závislosti od obsahu jemných častíc. Tieto metódy zohľadňujú rôzne predpoklady o dynamike saturácie MAOC a potenciálnom presýtení minerálnych častíc organickou hmotou.
• Výsledky a diskusia o indexe rizika: Index rizika SOC rozdeľuje poľnohospodárske pôdy do štyroch kategórií: vysoké riziko (HR), vysoké ohrozenie (HH), žiadne riziko (NR) a žiadne ohrozenie (NH). Analýza ukázala, že značná časť poľnohospodárskej pôdy (43 až 83 miliónov hektárov) je klasifikovaná ako s vysokým rizikom, najmä v chladných a vlhkých regiónoch. Oblasti s nízkym rizikom (NR) a deficitom MAOC predstavujú potenciál pre efektívne ukladanie uhlíka prostredníctvom uhlíkového poľnohospodárstva. Citácia: „We find that between 43 and 83Mha of agricultural soils are classified as high risk, mostly constrained to cool and humid regions. The index provides a synthetic information to decision makers for preserving and accruing POC and MAOC.“
• Dôležitosť pedoklimatických faktorov: Štúdia potvrdila, že pedoklimatické podmienky významne ovplyvňujú ukladanie a stabilitu SOC a jeho frakcií. Klastrovaný prístup umožňuje presnejšie odhadnúť efektívnu kapacitu MAOC v rôznych regiónoch.
• Implikácie pre politiku a manažment pôdy: Index rizika SOC poskytuje užitočné informácie pre tvorcov politík a manažérov pôdy pri implementácii opatrení na ochranu a zvyšovanie zásob SOC v poľnohospodárskej pôde, ako sú napríklad ciele v rámci regulácie LULUCF a iniciatívy uhlíkového poľnohospodárstva. Identifikácia rizikových oblastí umožňuje cielenejšie intervencie.
• Obmedzenia štúdie a budúci výskum: Autori si vedomí obmedzení vyplývajúcich z veľkosti a reprezentatívnosti kalibračnej množiny dát pre predikciu frakcií SOC pomocou VNIR spektroskopie. Navrhujú budúci výskum zameraný na rozšírenie dátovej sady MAOC a skúmanie vplyvu anoxických podmienok a geogénneho uhlíka na odhady saturácie MAOC. Zároveň zdôrazňujú potrebu jednotného metodologického prístupu k výpočtu saturácie uhlíka.

Štúdia Breure a kol. (2025) prináša nový pohľad na koncept saturácie pôdneho organického uhlíka tým, že zavádza pojem „efektívnej kapacity MAOC“ závislej od pedoklimatických podmienok. Navrhnutý index rizika SOC predstavuje cenný nástroj pre hodnotenie zraniteľnosti a ohrozenia zásob uhlíka v európskej poľnohospodárskej pôde, čo môže prispieť k efektívnejšiemu cieleniu opatrení na jeho ochranu a sekvestráciu v kontexte klimatickej neutrality. Tavaszi