Tusen år gammal tropisk jord som upptäcks genom snabbare avskogning och jordbruksmarkanvändning kan släppa ut koldioxid i atmosfären, enligt en ny studie från forskare vid Florida State University.

I en undersökning av 19 platser i östra Demokratiska republiken Kongo, forskare upptäckte att kraftigt avskogade områden läcker ut organiskt kol som är betydligt äldre och mer biologiskt nedbrytbart än det organiska kolet som lakats ut från tätt skogbevuxna regioner.

Släppt från djupare jordhorisonter och läckt ut av regn i vattenvägar, det äldre, kemiskt instabilt organiskt kol konsumeras så småningom av mikrober som lever i strömmen, som slukar de rika föreningarna och andas koldioxid tillbaka till atmosfären. Det är en process som kan äventyra lokala ekosystem och ytterligare driva växthuseffekten, sa forskare.

"På många sätt, detta liknar det som hände i Mississippiflodbassängen för 100 år sedan, och i Amazonas mer nyligen, "sa studieförfattaren Rob Spencer, docent vid FSU:s Department of Earth, Havs- och atmosfärisk vetenskap. "Kongo står nu inför konvertering av orörda marker för jordbruk. Vi vill veta vad det kan innebära för koldioxidcykeln."

Även om de bredare effekterna av avskogning på kolcykeln är välkända, forskare sa att deras resultat, publiceras idag i tidningen Naturgeovetenskap , föreslår att det finns en ytterligare väg eller läckage av kol i floder från mark som krossas av avskogning och markomvandling.

"Vid denna tidpunkt, det är svårt att veta storleken på detta flöde och därmed den relativa betydelsen av denna process jämfört med andra antropogena källor till CO2, men det kommer sannolikt att växa med ytterligare avskogning och markanvändning, "sa den tidigare FSU -postdoktoren Travis Drake, studiens huvudförfattare. "Vi hoppas att detta dokument stimulerar mer forskning om den relativa betydelsen av denna process."

För att bättre skilja de olika jordarna i deras studie, forskare analyserade det lösta organiska kolet som dränerades från studieplatser till utströmmande bäckar och floder. Med hjälp av ultrahögupplösta masspektrometri-data som genereras av avancerade verktyg vid FSU-huvudkontoret National High Magnetic Field Laboratory, laget fann att de äldre upplösta organiska ämnena som släpptes ut från avskogade områden var mer energirika och kemiskt olika än de från bättre bevarade skogar

Övergripande, skogsområden frigör betydligt mer upplöst organiskt kol än avskogade områden. Men de upplösta organiska ämnena som härstammade från de avskogade och landomvandlade regionerna var exceptionellt biologiskt farliga, eller lämplig för mikrobiell konsumtion.

"Sammansatt, de upplösta organiska ämnena från avskogade landskap var fulla av de saker som mikrober föredrar att äta - enklare och lättillgängliga föreningar med mycket kväve, "sa Drake, som nu forskar vid Swiss Federal Institute of Technology i Zürich. "Vi tror att mikrobiell konsumtion av dessa gamla organiska ämnen som kommer från jord delvis kan förklara de högre koncentrationerna av CO2 vi observerade i de avskogade strömmarna."

I utvecklande tropiska regioner som Kongo, avskogningsrelaterad jordstörning har potential att dramatiskt öka utlakningen av organiskt kol genom nederbörd. Denna förlust av organiskt material kan äventyra jordens bördighet och minska nedströms transport av kritiska näringsämnen som stöder vatten- och kustekosystem.

Mer allmänt, denna process innebär att kol som säkert säts upp på jorden i årtusenden nu kan komma in i den moderna kolkretsen. Om, som forskare säger, att kol så småningom släpps ut i atmosfären som koldioxid, det kan bidra till växthuseffekten.

Forskare sa att dessa resultat understryker hur brådskande det är att identifiera andra och tredje ordningens effekter av avskogning, markomvandling och den okontrollerade störningen av djup, näringsrika jordar i tropikerna. Medan utbredd och systematisk skogsvård är den bästa motgiften, tidningen föreslår att mindre störande jordbruksmetoder kan hjälpa till att kompensera för en del av destabiliseringen.

"Denna forskning fokuserar på Kongo eftersom tropikerna verkligen ligger i framkant när det gäller jordbruksdriven omvandling av markanvändning, "Sa Spencer.

"I sista hand, det beror på bevarande av skogar som underhåller och lagrar kol i mark över längre tidsperioder, "Drake tillagd." När markanvändningskonvertering sker, bättre metoder som terrasser, användning av buffertremsor och applicering av organiska rester kan förbättra vissa av de observerade organiska kolutläckningarna. "