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- 基于RothC模型的东北旱地和稻田土壤有机碳动态变化模拟研究
- 2025年
- 【目的】探究Roth C在东北地区旱地和稻田土壤有机碳储量动态变化的适用性及不同模型校准方法对于模型模拟性能的影响。【方法】选取了一个典型的旱地和一个典型的稻田长期试验点,旱地试验来自中国科学院海伦农业生态试验站(2004—2015年),稻田试验来自八五〇农场的试验数据(2010—2017年)。每个试验点选取两个试验处理分别为仅施无机肥(NPK)和施无机肥+秸秆还田(NPKS),用于模型模拟验证与性能评价。针对稻田土壤除采用Roth C外,还选取了两个修正版本Roth C_p和Roth C_0.6用于适用性评价,选用3种不同模型校准方法分别为平衡法(M1)、参数优化法(M2)、传递函数法(M3),分析不同模型校准方法对于模型模拟性能的影响。选用归一化均方根误差(n RMSE)、平均差(MD)、一致性指数(d)作为模型评价指标。【结果】海伦站的有机碳输入量表现出明显的波动趋势,NPK、NPKS处理的年均碳投入量分别为1.71、3.52 t·hm^(-2),八五〇农场的有机碳投入较为稳定,NPK、NPKS处理年均有机碳输入量分别为1.89、5.90 t·hm^(-2)。海伦站的模拟验证结果显示,采用不同模型校准方法进行模拟时其n RMSE均小于5%,d在0.60—0.74,说明不同模型校准方法下的模型性能均表现为优秀,Roth C能够准确的模拟出旱地NPK、NPKS处理的SOC储量变化趋势。当采用M2方法时NPK、NPKS处理的n RMSE最小,分别为3.46%、3.09%。八五〇农场的模拟验证结果显示,Roth C和Roth C_p的MD范围为-1.47—-13.41,n RMSE范围为2.90%—26.48%,d值均小于0.1,说明这两个模型大幅度高估了SOC储量的增加,Roth C和Roth C_p不能够模拟出稻田SOC储量的变化趋势。Roth C_0.6在NPK处理下,其MD范围为-0.08—0.44,n RMSE的范围为0.24%—0.85%,d值范围为0.31—0.76;而在NPKS处理下,MD范围为-5.71—-6.22,n RMSE范围为11.21%—12.12%,d值范围为0.12—0.13,说明Roth C_0.6能够模拟出NPK处理下SOC储量的动�
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- 夏季闽江口鳝鱼滩湿地潮汐过程中溶解态碳动态
- 2024年
- 潮汐过程中溶解态碳的动态变化是理解湿地碳侧向输出和完善湿地碳计量的关键。以闽江河口湿地受潮汐影响的潮沟为研究对象,测定并分析潮汐过程中溶解有机碳(DOC)、溶解无机碳(DIC)、碱度(TA)、紫外可见吸收光谱参数(α355,SUVA 254,S 275-295)的动态变化。结果表明:DOC和DIC在潮汐过程中呈现明显变化,低潮位时DOC、DIC分别为1353、3726μmol·L^(-1),高潮位时降低至233、940μmol·L^(-1),DIC、DOC及TA均与潮高呈显著负相关。潮汐过程中DIC与DOC输出比例约为1.6。光谱参数(α355,SUVA 254)在潮汐过程中有明显变化特征,可作为示踪潮汐过程溶解有色有机物变化的手段。DIC和TA增加量的比值(~0.96)指示反硝化或硫酸盐还原是维持DIC产生的主要生物地球化学过程。
- 雷佩黄佳芳郭利果李晓李晓孙杰孙杰李小飞
- 关键词:潮汐溶解有机碳溶解无机碳碳循环
- 作物根际激发效应:调控农田土壤碳动态及助力碳中和的关键因素被引量:1
- 2024年
- 土壤碳是陆地碳库的重要组成部分,碳输入及输出、矿化与固定的动态平衡是实现碳中和的关键因素。根际激发效应(rhizosphere priming effect,RPE)是指活体植物的存在会显著影响植物-土壤系统碳动态,其微小变化都会影响宏观尺度上的土壤-大气碳动态。因此,作物RPE是调控农田土壤碳动态和碳中和的主导因子。本文通过文献回顾,首先阐述了农业实践过程中各种生物因素和非生物因素对作物RPE影响的研究现状;其次,归纳总结了当前作物RPE研究中的热点、难点,并分析其对土壤碳排放调控的意义,阐明了当前研究普遍存在案例特异性且缺乏普遍规律;最后,基于已有的研究提出农田生态系统中土壤碳调控和管理优化的潜在策略,为农业实践中有目的地调控作物RPE,在田间、种植模式及区域尺度上提出可能的方案指明了方向。本文可为生态农业实践中保障粮食安全的同时助力碳中和这一双赢方案提供理论参考。
- 郑维维何超杨京平
- 关键词:土壤有机碳粮食安全
- 土壤有机碳动态对增温的响应及机制研究进展被引量:2
- 2024年
- 陆地生态系统碳循环对气候变暖的响应受到土壤有机碳动态的调控。以往的研究开发了多样化的增温方法(如室内培养实验、野外增温实验和温度梯度采样等)来探究土壤有机碳动态对气候变暖的响应及其机制。然而,由于不同增温方法都存在一定的局限性,目前有关增温对土壤有机碳动态影响的研究无法形成一致结论。从过程上看,土壤有机碳动态主要包括碳输入与碳分解两个过程,并受到碳稳定性的调控,这三者的变化共同决定了土壤有机碳动态对增温的响应。先前的研究表明,碳输入和碳分解对增温存在积极响应,这与植物和土壤微生物活性的增强有关。但也有研究指出,由增温导致的土壤理化性质改变(如土壤水分含量降低)以及生物过程变化(如土壤微生物热适应),可能会影响碳输入和碳分解对增温的响应。需要注意的是,表层(0-30 cm)与深层(>30 cm)土壤有机碳动态对增温的响应机制可能存在差异,这是因为深层土壤有机碳的输入和分解过程受环境因子的限制,且稳定性与表层土壤存在较大差异。未来的研究应致力于开发新的增温方法,增加对深层土壤有机碳动态和气候敏感的生态系统的研究,引入新技术研究土壤有机质的来源、结构、保护机制等,关注植物-土壤动物-土壤微生物体系对增温的响应及其对土壤有机碳动态的调控作用,以改善碳循环模型中的不确定性,更准确地预测全球碳循环对气候变暖的反馈。
- 秦文宽张秋芳张秋芳朱彪
- 关键词:气候变暖深层土壤
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- 作品数:10被引量:119H指数:5
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