自然资源部海洋一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

                               
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近几十年来崇明岛SOC四维时空特征

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注：SOCD，SOC density，土壤有机碳密度（kg/m2）

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近日，自然资源部第一海洋研究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，海洋一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。
3 ]# x, r! Y, s1 Q7 q+ |! f7 S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。
% e3 k9 O# |3 D, W0 s0 _# z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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