我國(guó)科學(xué)家構(gòu)建土壤有機(jī)碳全球圖譜
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】土壤有機(jī)碳(Soil Organic Carbon，簡(jiǎn)稱SOC)是指土壤中通過微生物作用所形成的腐殖質(zhì)、動(dòng)植物殘?bào)w和微生物體的合稱，是土壤中各種正價(jià)態(tài)的含碳有機(jī)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(duì)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(jī)碳的組成成分和結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，循環(huán)轉(zhuǎn)化過程也復(fù)雜多樣，一直是土壤學(xué)的研究熱點(diǎn)和核心問題。
近日，東北林業(yè)大學(xué)王傳寬教授團(tuán)隊(duì)在土壤有機(jī)碳方面取得新進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)首次構(gòu)建了土壤礦物結(jié)合有機(jī)碳和顆粒有機(jī)碳儲(chǔ)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(jī)碳-氣候變化反饋提供了基準(zhǔn)。
土壤有機(jī)碳全球圖譜是指通過科學(xué)研究和數(shù)據(jù)分析，繪制的展示全球范圍內(nèi)土壤有機(jī)碳儲(chǔ)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(jī)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(jī)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(duì)于推動(dòng)科學(xué)研究、政策制定、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)等方面都具有重要意義。
研究團(tuán)隊(duì)首先使用機(jī)器學(xué)習(xí)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(jī)碳和顆粒有機(jī)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(dòng)土壤碳循環(huán)模型的發(fā)展。
研究團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了包含礦物結(jié)合有機(jī)碳和顆粒有機(jī)碳垂直轉(zhuǎn)運(yùn)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(jī)碳和顆粒有機(jī)碳的周轉(zhuǎn)時(shí)間。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，全球土壤礦物結(jié)合有機(jī)碳和顆粒有機(jī)碳的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間分別為129年和23年。氣候變暖對(duì)深層土壤礦物結(jié)合有機(jī)碳和顆粒有機(jī)碳分解的促進(jìn)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(guó)際期刊《自然-通訊》(Nature Communications)。
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