Toprak Karbon Döngüsü

Karbon, canlı hücrenin en önemli yapı taşlarından birisi ve biyolojik sistemin en önemli elementidir. Bitki ve mikroorganizmaların toplam ağırlıklarının (kuru ağırlık esas alındığında) %40-50’si karbondan oluşur. Atmosfer, karbon döngüsünde en önemli rolü oynar. Burada karbon, karbondioksit (CO₂) gazı formunda bulunur.¹

Toprakta karbon organik ve inorganik formda bulunur. Karbonat içeren kayaçlar olan kireçtaşı ve dolomit gibi kayaçlarda kalsiyum ve magnezyum karbonat bileşikleri halinde önemli miktarda karbon bulunmakla birlikte söz konusu karbon içeren kayaçlar, kolaylıkla ayrışmadığı veya çözünmediği için karbon döngüsünde ve ekosistem hizmetlerinde önemli rol oynamazlar.²

Toprak karbon döngüsünde fotosentez, solunum ve ayrışma anahtar rol oynar. Atmosferdeki karbondioksitin büyük bölümü döngüye fotosentez yoluyla girer. Bitkiler fotosentez yoluyla atmosferdeki karbondioksiti bünyelerine alarak organik karbona dönüştürürler. Bitkiler tarafından alınan karbonun bir kısmı solunum yoluyla yeniden atmosfere geri döner. Kalan karbon, bitki dokularında organik bileşikler olarak depolanır.³

Üreticiler tarafından oluşturulan organik karbonun bir kısmı besin zinciri ile tüketici organizmalara ulaşır. Tüketiciler aldıkları karbonun bir kısmını solunum yoluyla tekrar karbondioksit olarak atmosfere salar. Kalan kısım organizmalarda depolanır. Ölü organizmalar ve atıklar toprak üstünde ayrıştırıcılar tarafından dönüştürülür. Ayrıştırılma sürecinde mikrobiyal solunum nedeniyle karbonun bir bölümü topraktan karbondioksit biçiminde atmosfere karışırken, karbonun bir bölümü de humus formunda toprakta kalır.⁴

Yer altında milyonlarca yıldır çeşitli jeolojik ve jeokimyasal süreçlerin sonucunda oluşmuş petrol ve kömür gibi fosil yakıtların enerji amacıyla yakılmasıyla organik halde bulunan karbon, yeniden atmosfere salınır.⁵

Toprak karbon içeriğini arttırmak, topraktaki besleyici madde miktarının çoğalmasına, parçalı toprak tanelerinin bir araya gelerek toprak kümelerinin oluşmasına ve bu yolla toprağın su tutma ve havalanma kapasitesinin artmasına, organik ve inorganik kirleticilerin uzaklaştırılmasına katkı sağlar. Toprağın kimyasal ve fiziksel özelliklerini geliştirir. Toprakta her %1 organik madde artışının hektarda toprağın su tutma kapasitesini 34 ton artırdığı hesaplanmaktadır.⁶ Toprakta karbon tutulumunun artması toprak organik madde içeriğini çoğaltarak toprak kalitesini geliştirir. Toprakta karbon tutulumunun artması toprak organik madde içeriğini çoğaltarak toprak kalitesini geliştirdiği için tarımsal üretim, temiz su kaynakları ve biyoçeşitlilik gibi toprağın sunduğu ekosistem hizmetlerini zenginleştirir.⁷ Buna karşılık erozyon ile tarımsal üretimde pulluk kullanarak yapılan toprak işleme, anız yakma, monokültür üretim, kimyasal gübre ve pestisit kullanımı toprak organik maddesini azaltmakta ve topraktan karbon salımını artırmaktadır.