Запасы углерода и урожайность в мелкотоварных агролесоводческих системах выращивания какао вдоль климатического градиента в Гане
Carbon stocks and yields in smallholder cocoa agroforestry systems along a climatic gradient in Ghana
Raphael Manu, Munir Hoffmann, Obed Alegyisu Manu, Winston Adams Asante, Reimund P. Rötter, Issaka Abdulai
Аннотация (перевод)
Аннотация Агролесоводческие системы выращивания какао признаны за их потенциал сочетать сельскохозяйственное производство со смягчением последствий изменения климата, однако механизмы, определяющие накопление углерода вдоль экологических градиентов, остаются малоизученными. В данном исследовании мы изучили надземные и подземные запасы углерода деревьев какао и теневых деревьев, а также почвенный органический углерод (SOC) в мелкотоварных агролесоводческих системах выращивания какао в сухой, промежуточной (средней) и влажной климатических зонах Ганы. Несмотря на выраженные различия в плотности, размере и видовом богатстве теневых деревьев, надземные запасы углерода теневых деревьев (108–147 Mg C ha −1 ), а также общие запасы углерода на уровне хозяйств были сопоставимы вдоль климатического градиента (от сухого к влажному), без негативного влияния на урожайность какао, что указывает на компромиссы в структурных характеристиках теневых деревьев, обусловленные практикой управления. Запасы углерода деревьев какао и SOC варьировали в зависимости от климатических зон, но по отдельности вносили меньший вклад в запасы углерода экосистемы. Запасы углерода деревьев какао были наиболее высокими в средней климатической зоне (41 Mg C ha −1 ) по сравнению с 22 Mg C ha −1 для сухой и 27 Mg C ha −1 для влажной зоны, что отражает более зрелый возраст насаждений какао и больший диаметр стволов в средней зоне. SOC был ниже в сухой зоне, чем в средней и влажной зонах, на 23 и 27% соответственно, отражая совокупное влияние климатических условий и свойств почвы. Отношение урожайности какао к общему растительному углероду увеличивалось от сухой к влажной климатической зоне, что указывает на сдвиг в распределении углерода в сторону продуктивности в более влажных климатических условиях. Наши результаты подчеркивают способность агролесоводческих систем выращивания какао обеспечивать преимущества для смягчения последствий изменения климата независимо от климатических вариаций, но с большей синергией достижения высокой продуктивности какао и накопления углерода экосистемой в более влажных климатических условиях. В целом эти результаты подчеркивают необходимость климатически ориентированных стратегий управления, оптимизирующих как секвестрацию углерода, так и продуктивность какао в агролесоводческих системах Западной Африки.
Оригинальная аннотация
Abstract Cocoa agroforestry systems are recognized for their potential to reconcile agricultural production with climate change mitigation, yet the mechanisms governing carbon storage across environmental gradients remain poorly understood. Here, we examined above- and belowground carbon stocks of cocoa and shade trees as well as soil organic carbon (SOC) in smallholder cocoa agroforestry systems across dry, intermediate (mid), and wet climatic zones in Ghana. Despite pronounced differences in shade tree density, size, and species richness, shade-tree aboveground carbon stocks (108–147 Mg C ha −1 ) as well as total farm-level carbon stocks were comparable across the climatic gradient (from dry to wet), with no negative effect on cocoa yield, signifying trade-offs in the structural characteristics of shade trees driven by management. Cocoa tree carbon and SOC stocks varied across the climatic zones but individually contributed less to ecosystem carbon stocks. Cocoa tree carbon stocks were highest in the mid climatic zone (41 Mg C ha −1 ) compared to 22 Mg C ha −1 for the dry and 27 Mg C ha −1 for the wet zone, reflecting the older cocoa tree stands and larger stem diameters of the mid zone. SOC was lower in the dry zone than in the mid and wet zones, by 23 and 27%, respectively, and mirrored the combined effects of climatic conditions and soil properties. The ratio of cocoa yield to total plant carbon increased from the dry to wet climatic zone, indicating a shift in carbon allocation toward productivity under wetter climatic conditions. Our results highlight the capacity of cocoa agroforestry systems to provide climate-mitigation benefits independent of climatic variations but with greater synergies of achieving high cocoa productivity and ecosystem carbon storage under wetter climatic conditions. Overall, these findings underscore the need for climate-specific management strategies that optimizes both carbon sequestration and cocoa productivity in West African agroforestry systems.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/ee78bfac-b389-4899-b93e-5c56f347c4d1
DOI: 10.1007/s10457-026-01593-6
OpenAlex: W7203793378