Published January 20, 2023
| Version v1
Publication
Open
Soil organic carbon, total nitrogen stocks and CO2 emissions in top- and subsoils with contrasting management regimes in semi-arid environments
Creators
- 1. Botswana International University of Science and Technology
- 2. Mekelle University
- 3. Jimma University
- 4. University of Tübingen
- 5. University of Nigeria
- 6. Ruhr University Bochum
- 7. Smithsonian Tropical Research Institute
- 8. Michael Okpara University of Agriculture
- 9. Heidelberg University
Description
This study aims to investigate soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (TN) contents and stocks, CO2 emissions and selected soil properties in croplands, grazing lands, exclosures and forest lands of semi-arid Ethiopia. Sampling was done at 0-30, 30-60 and 60-90 cm soil depths and concentration and stocks of SOC, TN and selected soil properties were determined using standard routine laboratory procedures. There were variations in distribution of SOC and TN stock over 90 cm depth across land use types and locations, decreasing from topsoils to subsoil, with average values ranging from 48.68 Mg C ha-1 and 4.80 Mg N ha-1 in Hugumburda cropland to 303.53 Mg C ha-1 and 24.99 Mg N ha-1 in Desa'a forest respectively. Forest sequestered significant higher SOC and TN stock, decreasing with depth, compared with other land use types. In Desa'a and Hugumburda, the conversion of forest to cropland resulted in a total loss of SOC stock of 9.04 Mg C ha-1 and 2.05 Mg C ha-1, respectively, and an increase in CO2 emission of 33.16 Mg C ha-1 and 7.52 Mg C ha-1 yr-1, respectively. The establishment of 10 years (Geregera) and 6 years (Haikihelet) exclosures on degraded grazing land increased SOC stock by 13% and 37% respectively.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تهدف هذه الدراسة إلى التحقيق في محتويات ومخزونات الكربون العضوي في التربة وإجمالي النيتروجين وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون وخصائص التربة المختارة في الأراضي الزراعية وأراضي الرعي والحواجز والأراضي الحرجية في إثيوبيا شبه القاحلة. تم أخذ العينات في أعماق التربة 0-30 و 30-60 و 60-90 سم وتم تحديد تركيز ومخزونات الكربون العضوي في التربة، TN وخصائص التربة المختارة باستخدام الإجراءات المختبرية الروتينية القياسية. كانت هناك اختلافات في توزيع مخزون الكربون العضوي في التربة ومخزون TN على عمق أكثر من 90 سم عبر أنواع ومواقع استخدام الأراضي، حيث انخفض من التربة السطحية إلى التربة التحتية، بمتوسط قيم تتراوح بين 48.68 ملغ C ha -1 و 4.80 ملغ N ha -1 في الأراضي الزراعية في هوغومبوردا إلى 303.53 ملغ C ha -1 و 24.99 ملغ N ha -1 في غابة ديسا على التوالي. عزلت الغابات مخزونًا أعلى بكثير من مخزون الكربون العضوي في التربة والتونسي، متناقصًا مع العمق، مقارنة بأنواع استخدام الأراضي الأخرى. في ديساوهوغومبوردا، أدى تحويل الغابات إلى أراضٍ زراعية إلى خسارة إجمالية لمخزون الكربون العضوي في التربة قدرها 9.04 ملغ C هكتار 1 و 2.05 ملغ C هكتار 1 على التوالي، وزيادة في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون قدرها 33.16 ملغ C هكتار 1 و 7.52 ملغ C هكتار 1 سنة 1 على التوالي. أدى إنشاء عمليات حبس لمدة 10 سنوات (جريجيرا) و 6 سنوات (هايكيهيليت) على أراضي الرعي المتدهورة إلى زيادة مخزون الكربون العضوي في التربة بنسبة 13 ٪ و 37 ٪ على التوالي.Translated Description (French)
Cette étude vise à étudier les teneurs et les stocks de carbone organique (COS) et d'azote total (AT) du sol, les émissions de CO2 et certaines propriétés du sol dans les terres cultivées, les pâturages, les enclos et les terres forestières de l'Éthiopie semi-aride. L'échantillonnage a été effectué à des profondeurs de sol de 0-30, 30-60 et 60-90 cm et la concentration et les stocks de SOC, TN et les propriétés du sol sélectionnées ont été déterminés à l'aide de procédures de laboratoire de routine standard. Il y avait des variations dans la distribution du stock de COS et de TN sur une profondeur de 90 cm entre les types et les emplacements d'utilisation des terres, diminuant de la couche arable au sous-sol, avec des valeurs moyennes allant de 48,68 Mg C ha-1 et 4,80 Mg N ha-1 dans les terres cultivées de Hugumburda à 303,53 Mg C ha-1 et 24,99 Mg N ha-1 dans la forêt de Desa' a. La forêt a séquestré un stock de COS et de TN significativement plus élevé, diminuant avec la profondeur, par rapport aux autres types d'utilisation des terres. Dans Desa'a et Hugumburda, la conversion de la forêt en terres cultivées a entraîné une perte totale de stock de COS de 9,04 Mg C ha-1 et 2,05 Mg C ha-1, respectivement, et une augmentation des émissions de CO2 de 33,16 Mg C ha-1 et 7,52 Mg C ha-1 an-1, respectivement. La mise en place d'exclusions de 10 ans (Geregera) et de 6 ans (Haikihelet) sur les pâturages dégradés a augmenté le stock de COS de 13% et 37% respectivement.Translated Description (Spanish)
Este estudio tiene como objetivo investigar el contenido y las existencias de carbono orgánico del suelo (SOC) y nitrógeno total (TN), las emisiones de CO2 y las propiedades seleccionadas del suelo en tierras de cultivo, tierras de pastoreo, anexos y tierras forestales de Etiopía semiárida. El muestreo se realizó a profundidades de suelo de 0-30, 30-60 y 60-90 cm y la concentración y las existencias de SOC, TN y las propiedades seleccionadas del suelo se determinaron utilizando procedimientos estándar de laboratorio de rutina. Hubo variaciones en la distribución de las existencias de SOC y TN a más de 90 cm de profundidad en los tipos y ubicaciones de uso de la tierra, disminuyendo desde la capa superior del suelo hasta el subsuelo, con valores promedio que van desde 48,68 Mg C ha-1 y 4,80 Mg N ha-1 en las tierras de cultivo de Hugumburda hasta 303,53 Mg C ha-1 y 24,99 Mg N ha-1 en el bosque de Desa'a, respectivamente. El bosque secuestró una cantidad significativamente mayor de SOC y TN, disminuyendo con la profundidad, en comparación con otros tipos de uso de la tierra. En Desa'a y Hugumburda, la conversión de bosque a tierras de cultivo resultó en una pérdida total de stock de COS de 9,04 Mg C ha-1 y 2,05 Mg C ha-1, respectivamente, y un aumento en la emisión de CO2 de 33,16 Mg C ha-1 y 7,52 Mg C ha-1 año-1, respectivamente. El establecimiento de cierres de 10 años (Geregera) y 6 años (Haikihelet) en tierras de pastoreo degradadas aumentó el stock de COS en un 13% y un 37%, respectivamente.Files
s41598-023-28276-x.pdf.pdf
Files
(3.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:2fdc08fbbdef4a3267b97fd5a92d2e50
|
3.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الكربون العضوي في التربة، إجمالي مخزونات النيتروجين وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون في التربة العليا والباطنة مع أنظمة إدارة متناقضة في البيئات شبه القاحلة
- Translated title (French)
- Carbone organique du sol, stocks totaux d'azote et émissions de CO2 dans les sols supérieurs et souterrains avec des régimes de gestion contrastés dans les environnements semi-arides
- Translated title (Spanish)
- Carbono orgánico del suelo, reservas totales de nitrógeno y emisiones de CO2 en la superficie y el subsuelo con regímenes de gestión contrastantes en entornos semiáridos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4317569195
- DOI
- 10.1038/s41598-023-28276-x
References
- https://openalex.org/W1557745476
- https://openalex.org/W1642724957
- https://openalex.org/W1810287876
- https://openalex.org/W1970832062
- https://openalex.org/W1979540181
- https://openalex.org/W1993520814
- https://openalex.org/W2003065531
- https://openalex.org/W2005267931
- https://openalex.org/W2012163149
- https://openalex.org/W2018080128
- https://openalex.org/W2022873800
- https://openalex.org/W2035410240
- https://openalex.org/W2041480548
- https://openalex.org/W2042648012
- https://openalex.org/W2056932890
- https://openalex.org/W2072796503
- https://openalex.org/W2075862571
- https://openalex.org/W2075997490
- https://openalex.org/W2086081859
- https://openalex.org/W2087830321
- https://openalex.org/W2089175197
- https://openalex.org/W2089289223
- https://openalex.org/W2090602773
- https://openalex.org/W2099230175
- https://openalex.org/W2107325428
- https://openalex.org/W2121124271
- https://openalex.org/W2139429225
- https://openalex.org/W2144189317
- https://openalex.org/W2159758382
- https://openalex.org/W2160917602
- https://openalex.org/W2167682600
- https://openalex.org/W2207837310
- https://openalex.org/W2222984590
- https://openalex.org/W2239420939
- https://openalex.org/W2282581963
- https://openalex.org/W2471934652
- https://openalex.org/W2564084483
- https://openalex.org/W2586429604
- https://openalex.org/W2766047689
- https://openalex.org/W2779718623
- https://openalex.org/W2782371704
- https://openalex.org/W2797187508
- https://openalex.org/W2800076313
- https://openalex.org/W2889130424
- https://openalex.org/W2892334539
- https://openalex.org/W2899508628
- https://openalex.org/W2911126125
- https://openalex.org/W2917983320
- https://openalex.org/W2922155452
- https://openalex.org/W2951704692
- https://openalex.org/W2975316635
- https://openalex.org/W2981418303
- https://openalex.org/W2990030177
- https://openalex.org/W2996802934
- https://openalex.org/W3001812326
- https://openalex.org/W300248503
- https://openalex.org/W3012284573
- https://openalex.org/W3023032364
- https://openalex.org/W3037501985
- https://openalex.org/W3044784584
- https://openalex.org/W3085467303
- https://openalex.org/W3094779264
- https://openalex.org/W3097077761
- https://openalex.org/W3175705123
- https://openalex.org/W381157406
- https://openalex.org/W4213439310
- https://openalex.org/W4231864045
- https://openalex.org/W4255605377
- https://openalex.org/W4280505419
- https://openalex.org/W4297232905
- https://openalex.org/W611565623