我國科學家構(gòu)建土壤有機碳全球圖譜
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】土壤有機碳(Soil Organic Carbon，簡稱SOC)是指土壤中通過微生物作用所形成的腐殖質(zhì)、動植物殘體和微生物體的合稱，是土壤中各種正價態(tài)的含碳有機化合物。它是土壤極其重要的組成部分，不僅與土壤肥力密切相關(guān)，而且對地球碳循環(huán)有巨大的影響，既是溫室氣體“源”，也是其重要的“匯”。土壤有機碳的組成成分和結(jié)構(gòu)十分復雜，循環(huán)轉(zhuǎn)化過程也復雜多樣，一直是土壤學的研究熱點和核心問題。
近日，東北林業(yè)大學王傳寬教授團隊在土壤有機碳方面取得新進展。團隊首次構(gòu)建了土壤礦物結(jié)合有機碳和顆粒有機碳儲量和周轉(zhuǎn)的全球圖譜，并研發(fā)了包含兩種功能組分的土壤碳循環(huán)新模型，為地球系統(tǒng)模型診斷土壤有機碳-氣候變化反饋提供了基準。
土壤有機碳全球圖譜是指通過科學研究和數(shù)據(jù)分析，繪制的展示全球范圍內(nèi)土壤有機碳儲量和分布的圖像或數(shù)據(jù)集。這種圖譜不僅揭示了土壤有機碳在地球表面的空間分布特征，還提供了關(guān)于土壤碳庫大小、碳循環(huán)過程以及土壤生態(tài)系統(tǒng)功能的重要信息。土壤有機碳全球圖譜是了解和研究土壤碳庫、碳循環(huán)以及土壤生態(tài)系統(tǒng)功能的重要工具，對于推動科學研究、政策制定、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護等方面都具有重要意義。
研究團隊首先使用機器學習方法繪制了土壤不同深度(0–20、20–40、40–60、60–80、80–100 cm)礦物結(jié)合有機碳和顆粒有機碳的全球分布圖譜。該全球分布圖譜為碳循環(huán)研究領(lǐng)域提供關(guān)鍵的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，可以有效推動土壤碳循環(huán)模型的發(fā)展。
研究團隊還開發(fā)了包含礦物結(jié)合有機碳和顆粒有機碳垂直轉(zhuǎn)運的土壤碳循環(huán)新模型，并利用數(shù)據(jù)-模型融合技術(shù)反演了礦物結(jié)合有機碳和顆粒有機碳的周轉(zhuǎn)時間。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，全球土壤礦物結(jié)合有機碳和顆粒有機碳的平均周轉(zhuǎn)時間分別為129年和23年。氣候變暖對深層土壤礦物結(jié)合有機碳和顆粒有機碳分解的促進作用要大于表層土壤。
相關(guān)成果Global turnover of soil mineral-associated and particulate organic carbon于近日發(fā)表在國際期刊《自然-通訊》(Nature Communications)。
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