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科研动态

我所科研人员在滨海湿地土壤有机碳时空模拟研究方面取得进展

时间:2022.09.20 来源:海岸带中心 字号

近日,我所科研人员在滨海湿地土壤有机碳时空模拟研究中取得进展,研究成果以“Reconstructions of four-dimensional spatiotemporal characteristics of soil organic carbon stock in coastal wetlands during the last decades”为题发表于学术期刊《Catena》(SCI一区TOP期刊,IF=6.367)。论文由我所海岸带中心、海岸带科学与综合管理部重点实验室池源副研究员(第一作者)、刘大海正高级工程师(通讯作者)等科研人员共同完成。

土壤有机碳(soil organic carbon, SOC)是滨海湿地的关键生态要素之一,指示并深刻影响着土壤质量、植被生长以及生态系统健康,同时也是海岸带蓝色碳汇的重要组成部分。由于剧烈的海陆交互作用和频繁的人类活动干扰,滨海湿地SOC时空特征涉及四个维度的复杂变化,包括三维空间和一维时间,前者是指水平-垂直空间变化,后者是指历史-现状时间变化。开展SOC四维时空模拟能够全面揭示滨海湿地土壤碳库时空变化特征、准确判断海岸带蓝色碳汇潜力。然而,受限于现场数据的有限性和不连续性,滨海湿地SOC四维时空模拟存在着较高的难度和不确定性。

对此,我所科研人员在多年滨海湿地蓝碳研究的基础上,融合了分区-递进模拟方法,开展滨海湿地SOC的四维时空模拟研究。以近几十年来滨海湿地SOC时空变化为核心,以我国重要的滨海湿地分布区——长江口崇明岛为研究区:以分区模拟为基础方法,根据相同年份、相同位置、不同土层SOC之间的空间相关性,开展空间递进模拟;根据相同位置、相同土层、不同年份SOC之间的时间相关性,开展时间递进模拟;融合分区-递进模拟方法,依次开展二维(水平空间)、三维(水平-垂直空间)和四维(历史和现状时空)模拟。

研究结果取得了较好的模拟效果,通过单次现场调查和长时序遥感影像,重建了滨海湿地SOC的四维时空演化特征,实现了“由点到面、由表及里、由今至昨”的SOC时空模拟(如图)。研究提供了一套兼具准确性、可行性和经济性的滨海湿地SOC时空模拟方法,并提出了以健康、协调、可持续碳汇为目标的滨海湿地土壤增汇对策建议,为基于生态系统的海岸带综合管理提供了技术支持。


近几十年来崇明岛SOC四维时空特征

注:SOCD,SOC density,土壤有机碳密度(kg/m2

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支持。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.catena.2022.106553


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