Facebook Instagram Twitter RSS Feed Back to top

Témy doktorandského štúdia

Centrum biológie rastlín a biodiverzity SAV

Názov témy
Sekvestrácia uhlíka a jeho akumulácia v prirodzených a manažovaných biotopoch
Program DŠ
botanika
Meno školiteľa/-ky
RNDr. Jozef Šibík, PhD.
Kontakt:
Prijímajúca škola
Prírodovedecká fakulta UK
Stručná anotácia
V dôsledku prebiehajúcich klimatických zmien je naliehavo potrebné premyslené plánovanie a rozhodovanie v oblasti biodiverzity a zachovania ekosystémov, obnovy a trvalo udržateľného rozvoja. Je potrebné vychádzať z kompetentných a odborných znalostí na podporu rozsiahlych obnovných alebo zmierňujúcich činností. Predložená práca predstavuje konvergenčný výskum, ktorý rieši zložité otázky vyžadujúce transdisciplinárny prístup založený na fytosociológii, lesníctve, diaľkovom prieskume zeme, zoológii a iných vedeckých odboroch.
Hlavným cieľom navrhovaného výskumu je hlbšie pochopiť potenciál zmierňovania negatívneho dopadu klimatických zmien v špecifických prirodzených a manažovaných biotopoch v zmysle ukladania, výmeny a sekvestrácie uhlíka v rôznych biotopoch a regiónoch.

Navrhované metodické postupy:
Cieľom predkladanej témy je získať nové poznatky o schopnosti rôznych typov rastlinných spoločenstiev a biotopov zadržiavať uhlík a prispievať k zmierňovaniu dopadu negatívnych klimatických zmien. Je evidentné, že zvyšujúce sa teploty, premenlivé a nerovnomerne rozložené zrážky majú vplyv na produkciu plodín a mikrobiálne procesy v pôde ako aj vplyv na eróziu (Horwath & Kuzyakov 2018). Prirodzené a nenarušené ekosystémy môžu poskytovať ekosystémové služby, ktoré v konečnom dôsledku prinášajú úžitok aj pre ľudí. Medzi dôležitú ekosystémovú službu patrí aj sekvestrácia uhlíka a rovnomerné ukladanie uhlíka v prírode pre zabezpečenie stabilnejšieho podnebia na regionálnej, ale aj globálnej úrovni (Beaumont et al. 2014). V rámci intenzifikácie poľnohospodárstva a lesníctva sa na základe niektorých činností hospodárenia s plodinami v rámci tzv. zelenej revolúcie prispelo k stratám pôdneho organického uhlíku v globálnom rozsahu až 50%. Dlhodobá premena rozsiahlych oblastí na poľnohospodárske pôdy, tak výrazne začala prispievať k zmenám podnebia (Horwath & Kuzyakov 2018). Pre globálnu sekvestráciu uhlíka sú veľmi dôležité tiež vysokohorské a arktické ekosystémy, v ktorých sa v súčastnosti ukladá viac ako polovica globálneho pôdneho uhlíka. Je to spôsobené krátkymi vegetačnými obdobiam a nízkou mierou rozkladu (Sørensen et al. 2018). V posledných desaťročiach pod vplyvom klimatických zmien dochádza v tomto ekosystéme k zvyšovaniu biomasy, tzv. shrubification (Sacone et al. 2014), čo môže viesť k sekvestrácii uhlíka, ale na druhej strane spôsobuje, že množstvo skladovaného pôdneho uhlíka sa zníži pre zvýšenú rýchlosť rozkladu (Sørensen et al. 2018). Ako stratégia pre zmiernenie klimatických zmien sa sekvestrácia pôdneho organického uhlíka javí ako vhodná stratégia pre nasledujúce desaťročia, preto jej treba venovať náležitú pozornosť a rozvíjať následnú komunikáciu vedcov so zainteresovanými stranami (Minasny et al. 2018).
V rámci riešenej práce sa budeme snažiť hlbšie porozumieť jednotlivým interakciám medzi živými aj neživými faktormi akými je sekvestrácia uhlíka v prírode a jeho korelácia s diverzitou a manažmentom cieľového biotopu. Téma metodicky nadviaže na riešené projekty a využije aj recentne získané fytocenologické a ekologické dáta (zápisy, údaje o teplote, príp. vlhkosti) a tieto kvantitatívne a kvalitatívne rozšíri o nové a doplní o údaje o biomase, variabilite rôznych zložiek biodiverzity (rastliny, hmyz, funkčné skupiny) a potenciálu sekvestrácie uhlíka v závislosti od typu biotopu, jeho prirodzenosti či formy manažmentu a miery ovplyvnenia človekom v zmysle metodík Pearson et al. (2007), Crosby et al. (2010) a pod. Záujmové plochy budú vyberané na gradiente od prirodzených k človekom najviac ovplyvnených biotopov, od vlhkých po suché a od nížin po alpínsky stupeň.
V rámci našej hypotézy predpokladáme, že prirodzené ekosystémy budú mať vyššiu schopnosť zadržiavať uhlík ako biotopy zmenené a táto vlastnosť bude korelovať s celkovou biodiverzitou daného biotopu.

Odporúčaná a citovaná literatúra:
Alonso I., Weston K., Gregg R. & Morecroft M. 2012. Carbon storage by habitat - Review of the evidence of the impacts of management decisions and condition on carbon stores and sources. Natural England Research Reports.
Beaumont N.J., Jones L., Garbutt A., Hansom J.D. & Toberman M. 2014. The value of carbon sequestration and storage in coastal habitats. Estuarine, Coastal and Shelf Science 137/: 32-40.
Crosby C., Ford A., Free C., Hofmann C., Horvitz E., May E. & Vara R. 2010. Carbon Sequestration and its Relationship to Forest Management and Biomass Harvesting in Vermont. Environmental Studies Senior Seminar (ES 401) Middlebury College, p. 77.
Horwath W.R. & Kuzyakov Y. 2018. Chapter Three - The Potential for Soils to Mitigate Climate Change Through Carbon Sequestration, pp. 61-92. In: Horwath W.R. & Kuzyakov Y. (eds), Developments in Soil Science. Elsevier.
Minasny B., Malone B.P., McBratney A.B., Angers D.A., Arrouays D., Chambers A., Chaplot V., Chen Z.-S., Cheng K., Das B.S., Field D.J., Gimona A., Hedley C.B., Hong S.Y., Mandal B., Marchant B.P., Martin M., McConkey B.G., Mulder V.L., O'Rourke S., Richer-de-Forges A.C., Odeh I., Padarian J., Paustian K., Pan G., Poggio L., Savin I., Stolbovoy V., Stockmann U., Sulaeman Y., Tsui C.-C., Vågen T.-G., van Wesemael B. & Winowiecki L. 2017. Soil carbon 4 per mille. Geoderma 292: 59-86.
Pearson T.R.H., Brown S.L. & Birdsey R.A. 2007. Measurement Guidelines for the Sequestration of Forest Carbon. United States Department of Agriculture, Forest Service, Northern Research Station, p. 42.
Saccone P., Pyykkonen T., Eskelinen A. & Virtanen R. 2014. Environmental perturbation, grazing pressure and soil wetness jointly drive mountain tundra toward divergent alternative states. Journal of Ecology 102/6: 1661-1672.
Sørensen M.V., Graae B.J., Hagen D., Enquist B.J., Nystuen K.O. & Strimbeck R. 2018. Experimental herbivore exclusion, shrub introduction, and carbon sequestration in alpine plant communities. BMC Ecology 18/1: 29.