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我所科研人员在海岸带土壤碳储量研究中取得新进展

时间:2021.11.04 来源:海岸带科学与海洋发展战略研究中心 字号

近日,我所科研人员在海岸带土壤碳储量研究中取得新进展,研究成果以全文的形式发表于学术期刊《Catena》(SCI一区TOP期刊,IF=5.198)和《Ecological Indicators》(SCI二区,IF=4.958)。论文由我所海岸带科学与海洋发展战略研究中心、海岸带科学与综合管理部重点实验室池源副研究员(第一编辑)、刘大海正高级工程师(通讯编辑)等科研人员共同完成。

土壤是地球上最重要的碳库之一,在全球气候变化和元素生物地球化学循环中扮演着重要的角色。滨海湿地作为“海岸带蓝色碳汇(coastal blue carbon)”的主体,是推动实现国家“碳达峰、碳中和”目标的关键区域。滨海湿地土壤碳库是蓝色碳汇的重要组成部分,能够捕获和掩埋有机碳,是实现碳存储的基本载体。弄清楚滨海湿地土壤有机碳储量的空间特征对于准确判断海岸带蓝色碳汇能力和潜力、辨识滨海湿地碳库的主要影响因子具有重要作用。然而,由于滨海湿地较高的调查难度和复杂的外界干扰,如何实现高精度、低成本的滨海湿地土壤有机碳储量估算成为一个国内外广泛关注的重要科知识题。针对该科知识题以及精度和成本两个关键点,我所科研人员在前期大量研究的基础上,提出了滨海湿地土壤因子递进模拟(progressive simulation)和分区模拟(zonal simulation)方法,并以我国典型滨海湿地为示范区开展了研究工作。

递进模拟方法旨在提升模拟精度。以瓯江口洞头群岛为研究区,基于滨海湿地不同土壤因子之间的相关性,以某一土壤因子的模拟结果作为另一土壤因子的预测因子,依次开展了三个等级(Levels 1–3)的土壤碳氮储量空间模拟。结果显示,与非递进模拟(Level 1)相比,递进模拟(Level 3)结果中土壤有机碳和总氮的模拟精度分别提升了54.35%和57.24%,有效提升了滨海湿地土壤因子的模拟精度。研究提出,不同土壤因子之间以及同种土壤因子不同深度或不同时期之间的高度相关性是开展递进模拟的前提条件。研究成果以“A progressive simulation method to estimate the stocks of surface soil organic carbon and total nitrogen in an estuarine archipelago”为题发表于《Catena》。


分区模拟方法旨在降低模拟成本。以长江口崇明岛为研究区,根据地表覆盖特征和土壤影响因子的复杂性挑选出具有代表性的子区域,并基于子区域的土壤实测数据对崇明岛全域的土壤有机碳储量进行空间模拟。结果显示,相比一般方法,分区模拟结果在精度没有明显降低的情况下,模拟成本节省了50%以上,显著降低了滨海湿地现场调查和土壤测试的成本。研究区的地理完整性和连续性、子区域的代表性、所研究的空间尺度是进行分区模拟的三个要点。研究成果以“Zonal simulations for soil organic carbon mapping in coastal wetlands”为题发表于《Ecological Indicators》。

上述论文是自然资源部海岸带科学与综合管理重点实验室获批后的首批SCI署名论文,该研究得到了国家自然科学基金、海洋一所束星北青年学者基金的资助。该研究成果可应用于国土空间规划、自然资源调查监测、滨海湿地调查、蓝色碳汇核算与交易等工作。

 

论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105837

https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2021.108291


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