新模型精準預測土壤“碳排放”

記者從天津大學獲悉，日前，該校地科院晏智鋒副教授與聯(lián)合西北太平洋國家實驗室—馬里蘭大學聯(lián)合全球氣候變化研究所合作，在土壤異養(yǎng)呼吸過程模型構(gòu)建與應用上取得新進展，首次建立了可精準監(jiān)測土壤“碳排放”的過程模型系統(tǒng)，該系統(tǒng)可更加精準地預報土壤異養(yǎng)呼吸對大氣環(huán)境的影響。

土壤中的微生物、作物根系和土壤動物等也和人一樣會呼吸，會釋放出大量二氧化碳。據(jù)介紹，土壤有機碳（SOC）作為陸地生態(tài)系統(tǒng)最大碳庫，通過微生物降解（異養(yǎng)呼吸）每年產(chǎn)生的二氧化碳量是人類使用化石燃料年產(chǎn)生量的近5倍，因此準確監(jiān)測土壤異養(yǎng)呼吸速率對預測未來全球氣候變化至關(guān)重要。

目前，各國學界普遍采用經(jīng)驗模型模擬土壤異養(yǎng)呼吸，空間可拓展性差，給預測區(qū)域或全球范圍土壤二氧化碳排放帶來了很大的不確定性。因此，亟須建立新的土壤異養(yǎng)呼吸的機理或過程模型，提高預測土壤二氧化碳排放及氣候變化的準確性。

晏智鋒團隊根據(jù)土壤異養(yǎng)呼吸的主要控制過程，構(gòu)建出了一種全新土壤呼吸速率響應土壤含水率變化的過程模型。

據(jù)了解，該模型首次融入了土壤屬性大數(shù)據(jù)，重新建立了模型參數(shù)和土壤屬性之間的定量關(guān)系，可更加精確地揭示土壤異養(yǎng)呼吸的微觀機理和宏觀規(guī)律之間的內(nèi)在聯(lián)系。與傳統(tǒng)的經(jīng)驗模型比，這一新模型普適性和可靠性都有了大幅提升，可明顯提高土壤異養(yǎng)呼吸碳排放預測精度。這一新模型的投入使用，有望提高地球系統(tǒng)模式中預測全球氣候變化中碳排放的準確性和前瞻性，也為提升氣候環(huán)境預測準確性提供了新方法和研究思路。

相關(guān)研究成果在《自然通訊》雜志在線發(fā)表。（記者  孫玉松）