Carbon Sequestration under different land uses and soils in the State of Quintana Roo, Mexico

Master thesis English RESTRICTED
Tsao, Chang-Hong (M.Sc. Natural Resources Management and Development) (2017)
  • Publisher: Köln : Hochschulbibliothek der Technischen Hochschule Köln
  • Subject:
    • ddc: ddc:500
      jel: jel:Q

Rising in global temperature is evidently related to atmospheric carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) concentrations; this has become an environmental problem. The use of renewable energy, the development of eco-friendly merchandise and the enforcement of biomass management have been proposed to mitigate the issue. In the ecosphere, the pedosphere stores 1,500 to 2,500 PgC, which is four times more than the carbon stored in biomass; hence, it is very important to carry out soil carbon studies because of more long-term stability of such storage. In the study, soil carbon quantification was applied to the entire state of Quintana Roo, using a purpose oriented sampling, to observe the dynamic between land uses and soils, relating all relevant characteristics and properties of the landscape. To study the carbon content stored in soils, total carbon was estimated through loss-on-ignition, organic carbon by Walkley-Black method and inorganic carbon by calcium carbonate determination. The result portrays that the coastal dune vegetation-Arenosol (1,256 Mg C ha-1) is the combination with the highest soil carbon density, while Leptosol is the soil type with the highest storage capacity (852 MtC). Consequently, the soil carbon storage not only relates to soil properties but also associates with the surface area occupied by the specific soil type. In addition, the characteristics of the landscape play an important role in the storage of soil carbon. Due to that, soil carbon storage can be explained by biogeomorphoedaphic factors. Evidentemente, el incremento en la temperatura global está relacionado con la concentración de dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4) en la atmosfera. Esto ya se volvió un problema ambiental. El uso de energía renovable, el desarrollo de mercados eco-amables y el manejo de la biomasa han sido alternativas de mitigación. En la ecosfera, la pedosfera ocupa 1,500 a 2,500 PgC y captura cuatro veces más CO2 que la biomasa. Debido a la gran estabilidad del almacenamiento de CO2 a largo plazo en suelo es muy importante llevar a cabo un estudio del carbono (C) almacenado en el suelo. En el presente estudio, se presenta la cuantificación de carbono en suelos del Estado de Quintana Roo, utilizando un muestreo dirigido, con la finalidad de observar la dinámica de los cambios uso de suelo relacionados con las características y propiedades del paisaje. Para estimar la magnitud del almacenamiento, se cuantificó el carbono total con el método de calcinación, se obtuvo el carbono orgánico a través del método de Walkley-Black, y se estimó el carbono inorgánico por la determinación de carbonato de calcio. El resultado muestra que la duna costera-Arenosol (1,256 Mg C ha-1) es la combinación con la mayor densidad del carbono en el suelo por acumulación de materiales exógenos, mientras Leptosol es el suelo que representa la mayor capacidad en el secuestro de carbono (852 MtC). Por lo tanto, el almacenamiento de carbono en el suelo no solo se relaciona con las propiedades del suelo sino también se asocia con la superficie ocupada por el tipo de suelo. Además, las características del paisaje juegan un papel importante en la conservación de los inventarios de carbono en el suelo. Esto indica que, el almacenamiento de carbono en el suelo se puede ser explicado al menos parcialmente por los factores biogeomorfoedáficos del territorio. Nach derzeitigen wissenschaftlichen Erkenntnissen stehen die steigenden globalen Temperaturen in ursächlichem Zusammenhang mit den Konzentrationen von Treibhausgasen, insbesondere Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4), in der Atmosphäre. Dies ist zu einem großen Umweltproblem geworden. Um das Problem zu mildern, wurden die Nutzung erneuerbarer Energien, die Entwicklung umweltfreundlicher Technologien und Waren und die Implementierung eines Biomasse-Managements vorgeschlagen. In der Ökosphäre speichert die Pedosphäre zwischen 1,500 und 2,500 PgC. Dies ist in etwas viermal so viel wie in dergesamten Biomasse gespeichert wird. Daher ist es sehr wichtig, Studien über den Gehalt von Kohlenstoff im Boden durchzuführen, da dieser eine langfristige Speicherung ermöglicht. In der Studie wurde eine Kohlenstoffquantifizierung für den gesamten mexikanischen Bundesstaat Quintana Roo vorgenommen, wobei mehrere Stichproben verwendet wurden, um die Dynamik zwischen Landnutzungen und Böden zu beobachten, in Verbindung mit allen Merkmalen und Eigenschaften der Landschaft. Um den in den Böden gespeicherten Kohlenstoffgehalt zu untersuchen, wurde der Gesamtkohlenstoff durch das Verfahren der Kalzinierung ermittelt, der Gehalt des organischen Kohlenstoffs wurde mit Hilfe der Walkley-Black-Methode geschätzt, während der Gehalt des anorganischen Kohlenstoffs mit Hilfe der Bestimmung des Calciumcarbonatgehalts festgestellt wurde. Das Ergebnis zeigt, dass Küstendünen-Arenosole (1,256 Mg C ha-1) die höchsten Kohlenstoffdichte besitzen, während Leptosol der Bodentyp mit der höchsten Speicherkapazität für Kohlenstoff (852 MtC) ist. Folglich hängt die Speicherkapazität des Bodens nicht nur von den Bodeneigenschaften ab, sondern auch von der Fläche, auf der dieser Bodentyp zu finden ist. Darüber hinaus spielen die Merkmale der Landschaft eine wichtige Rolle bei der Erhaltung des Vorkommens von Kohlenstoff im Boden. Dadurch kann die Speicherung von Kohlenstoff in den Böden durch biogeomorphoedaphische Faktoren erklärt werden. 近年來全球環境問題凸顯,二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的濃度引起了全球溫度上升。因此,再生能源的開發、生態環保商品的使用和生物量管理成為應對這一問題的重要方案。在生態圈中,土壤可儲存一萬五千至二萬五千億噸的碳,比植物多出了四倍,這表明土壤儲量更加長久穩定,所以對土壤碳的研究極為重要。本研究區域位於墨西哥金塔納羅奧州,採用目地性的抽樣方式來觀察與景觀特征和性質相關的動態土地使用與土壤碳存量。通過強熱減量統計 (總土壤碳),採用了Walkley-Black (有機碳) 和碳酸鈣 (無機碳) 的測定以研究土壤中儲存的碳含量。結果表明,沿海沙丘和Arenosol土壤類型的組合 (1,256 Mg C ha-1) 的碳含量是最高的,Leptosol 土壤類型的碳儲存量能力是最強的 (852 MtC)。因此,土壤碳儲存不僅與土壤性質有關,而且與土壤類型占據的面積有關。此外,景觀特徵在保持與獲取土壤碳中起了重要作用,所以土壤碳儲存可以通過生物、地質、地形與土壤因素來解釋。
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