机器学习在土壤无机碳高光谱反演模型中的应用进展

土壤无机碳库作为陆地生态系统中第二大碳库,在吸收大气中CO2以维持陆地生态系统碳循环稳定方面发挥着重要作用.高光谱数据具有维度大、强冗余性等特点,不利于土壤无机碳快速反演建模,而使用机器学习方法可实现对土壤无机碳的快速、高效测定.该文综述了利用机器学习方法对土壤无机碳高光谱反演建模的研究现状,以期为土壤无机碳在全球碳循环中的研究提供参考.     

丛枝菌根与土壤碳截获的研究进展

土壤碳截获一直是研究陆地生态系统碳循环的重要领域,而丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,简称AM)广泛存在于陆地生态系统中,对陆地生态系统碳循环有着重要作用。近年来,AM真菌在土壤碳截获中的应用日益受到人们的关注。综述了丛枝菌根在土壤碳截获功能中的作用机制,主要围绕AM与根系的关系、AM与光和碳截获、AM与土壤碳截获、环境因子对AM在土壤碳截获中的作用等方面进行了介绍。由于AM真菌对于调控碳循环具有不可替代的作用,因此全球气候变化下,AM真菌土壤碳截获的潜力研究、菌丝在土壤结构中的功能及菌丝网在生态系统碳固持中的作用必将成为研究热点。     

土壤呼吸研究进展

随着气候变化对全球生态环境的影响日益增大,全球碳循环已经成为各国科学家研究的热点之一。土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,土壤碳库以土壤呼吸的方式向大气中释放大量的二氧化碳,对土壤呼吸的研究将有助于我们更加深刻、全面地认识全球碳循环以及全球气候变暖。本文根据已有的研究成果,探讨了土壤呼吸研究方法,以及温度、水分等因素对土壤呼吸影响,以期为研究土壤呼吸以及全球碳循环提供帮助。     

农田生态系统碳循环模型研究概述

陆地生态系统的碳循环过程中最活跃的碳库是农田生态系统。农田生态系统碳循环模型是研究碳循环的重要方法之一。简要介绍了碳素在不同碳库之间迁移转化的规律,阐述了农田生态系统碳循环模型的发展历程以及国内外主要的碳循环模型,并对未来农田生态系统碳循环模型研究趋势进行了展望,以期为减少农业面源污染、温室气体排放和研究全球气候变化提供科学依据。     

陆地生态系统土壤有机碳储量研究进展

目前,土壤有机碳储量日益成为全球变化和陆地生态系统碳循环研究的前沿和热点问题,其中土壤有机碳又是全球碳循环中最为复杂、受全球气候变化影响最大的部分.本研究结合土壤有机碳储量研究的国内外报道,介绍了陆地生态系统中土壤有机碳库特点及研究意义,总结了当前土壤碳储量研究的5种主要方法(土壤类型法、植被类型与生命地带法、GIS估算法、模型估算法、相关关系统计法)及其各自特点、存在的问题.同时,通过土壤理化特性、气候条件、CO2浓度、土地利用、土地管理等5个方面简要评述了各种因素对土壤碳的积累与循环的影响,并对土壤有机碳储量今后的研究方向进行了展望.     

气候变化和放牧干扰对草地土壤有机碳的影响研究进展

草地土壤有机碳库是陆地重要的碳库之一,其积累和分解的变化直接影响全球的碳平衡,研究草地生态系统土壤有机碳对预测气候变化及未来全球碳收支有重要的意义。本文通过对土壤有机碳的研究现状进行综述,分析土壤有机碳稳定性维持的物理、化学和生物机制,探究气候变暖和大气氮沉降增加等全球变化因子对草地土壤有机碳及其稳定性的影响,同时分析放牧干扰对草地生态系统土壤有机碳的作用,有助于深入了解全球变化和人类活动干扰下草地生态系统土壤碳收支情况,为草地生态系统碳循环研究提供依据,为草原生态保护和可持续发展提供理论参考。     

不同土地利用方式土壤呼吸速率动态研究进展

陆地生态系统土壤呼吸是全球碳循环的重要过程之一,陆地土壤碳库的微小变化将直接影响全球碳平衡,并对大气CO_2浓度造成大的扰动。森林、草地及农田三大生态系统土壤碳库作为陆地生态系统土壤碳库的重要组成部分,是决定未来土壤碳源、汇动态的关键部分。综述了不同土地利用方式的土壤呼吸测定方法及土壤呼吸动态,并结合目前不同空间尺度及生态系统土壤呼吸的研究现状,提出未来研究中应加强不同测定方法所得结果间的比较,以及复杂环境条件下土壤呼吸模型的研究与尺度扩展应用。     

土壤碳矿化及活性有机碳影响因子研究进展

碳矿化是土壤中重要的生物化学过程,直接影响土壤碳库向大气的排放量,与全球气候变化密切相关。土壤活性有机碳周转较快,对干扰的反应比较敏感,常作为评价土壤碳库微小变化的有效指标,在陆地碳循环研究中具有非常重要的作用。本文对土壤碳矿化和活性有机碳的影响因子研究进展作了简要概述,旨在为正确理解全球变化背景下的土壤碳循环过程与机理提供理论参考。     

土壤有机碳库与其影响因素研究进展

土壤有机碳库是陆地生态系统重要的碳库,对全球温室效应及生态环境有重要的影响,是国内外碳循环的研究焦点.土壤有机碳库的研究在陆地碳循环机制和全球碳收支平衡研究中具有重要意义.综述了国内外对土壤有机碳库储量和研究方法的研究,并从气候、土壤性质等自然因素与土地利用/覆盖、农业管理等人为因素综述土壤有机碳库的影响因素,展望了土壤有机碳库的研究方向.     

土地利用和覆被变化对土壤碳库和碳循环的影响

土壤是陆地生态系统的重要组成成分,其较小幅度的变化即影响到陆地植被的养分供应,同时可能影响到碳向大气的排放而加剧全球气候变化。本文概述了国内外土壤碳库和碳吸存的研究概况,并对土地利用和覆被变化对土壤碳库和碳循环影响的最新研究进展进行了详尽的阐述,旨在对科学地利用和保护有限的土壤资源,减缓土壤中温室气体排放、增加土壤碳截存,提高土壤质量,对退化土地的生态恢复及环境治理和保护提供理论参考。     

干旱荒漠区土壤碳循环研究进展与展望

面积广阔的干旱荒漠区是一个非常重要的碳库,其碳循环也是影响大气CO_2浓度和全球变化的关键生态学过程。了解目前干旱荒漠区土壤碳循环研究现状对于准确评估全球碳收支具有重要意义。为给荒漠化防治和荒漠区水土资源的合理开发利用提供参考,本研究在对国内外干旱荒漠区土壤碳的分布、土壤碳通量过程、影响因素等方面的研究现状进行系统总结的基础上,指出当前仍存在诸如荒漠土壤固碳机理、碳转移和归宿、多尺度荒漠生态系统碳循环以及荒漠生态系统对气候变化的响应过程与机理等方面的不足,需要对这些科学问题做进一步的深入研究。同时,非常有必要建立全国性的荒漠生态系统碳通量观测网络,并加强荒漠土壤碳的可持续管理。     

浙江省土壤有机碳密度与储量的初步研究

为正确评价土壤在陆地生态系统碳循环以及全球变化中的作用,运用土壤类型法和GIS估算法对2009—2012年间所采集的145个土壤剖面调查资料进行分析,对土壤类型法与GIS估算法的优劣进行比较,并系统研究了浙江省土壤碳库。结果表明,浙江省陆地土壤碳库约为081～083 Pg,平均碳密度约为808～837 kg·m-2,不同类型土壤的有机碳密度差异较大。浙江省土壤有机碳密度以金衢盆地至台温沿海的东南向条带状区域为低值中心,并沿向北、向西、向南3个方向增加。     

农田土壤碳转化微生物及其功能的研究进展

农田生态系统土壤碳转化是当前陆地生态系统碳循环研究的重要领域之一,而土壤微生物在驱动和调节土壤碳循环中发挥重要作用。简要介绍了参与农田生态系统土壤碳转化的微生物及其功能,包括农田土壤中的固碳细菌、参与农田有机碳转化的细菌和真菌、农田生态系统中与甲烷生成相关的产甲烷菌和甲烷氧化菌等。     

森林经营管理对土壤碳固定的影响研究进展

森林土壤有机碳(SOC)对全球碳循环有着重要的作用,森林SOC积累和分解直接影响陆地生态系统碳存储和全球碳平衡。碳汇的基本策略是把CO2固定于植被体,削减温室气体的排放量。森林经营管理对土壤碳库固定与存储影响明显且持续时期较长。鉴于此,综合分析了森林收获、轮伐期、氮肥施入、树种等营林措施对土壤碳库变化的影响及其不确定性,指出了当前森林土壤有机碳研究面临的一些问题和今后的研究方向。     

湿地碳循环研究进展

湿地生态系统是陆地生态系统中仅次于森林生态系统的最大碳库,湿地生态系统碳循环在全球碳循环中起着重要作用.由于湿地独特的水文条件,使得湿地碳循环具有与其他生态系统不同的特点.植被、气候条件及水文状况共同决定湿地生态系统的碳收支.系统地研究湿地生态系统碳循环有助于加深对全球碳循环变化的理解.本文从湿地碳循环特点、影响因素及研究方法3个层面对湿地碳循环的工作作了归纳与总结,同时提出了湿地碳循环研究工作今后的发展方向.     

作物残茬固碳及其分解特性研究进展

农田土壤碳库是陆地碳库中最活跃的部分,对维持全球碳平衡和缓解气候变化具有重要意义。各种农作物收获后留在土壤中的有机残茬是保持土壤有机质平衡,培肥地力的主要物质,有机残茬分解是影响陆地生态系统养分循环的基本生物化学过程。详述了国内外学者关于有机残茬光合同化碳量的研究,分析了有机残茬在田间分解过程中对土壤碳、氮养分以及微生物活性的影响。在残茬分解过程中,主要影响因素包括有机残茬自身的物理化学性质、气候环境因素、土壤性质、人为管理措施等。     

浅析森林植被碳储量研究

森林生态系统是地球上最大的陆地碳库,在全球碳循环和维持全球碳平衡中发挥着非常重要的作用。对森林植被碳库储量的研究方法和研究进展进行了简要阐述,以期为森林碳储量相关研究提供参考。     

陕西省土壤无机碳的时空分布特征及影响因素

【目的】土壤无机碳对于调节全球碳循环有重要作用,然而我国区域尺度上土壤无机碳的分布特征及影响因素尚不明确。对陕西省土壤无机碳时空分布和关键影响因子进行研究可为明确无机碳在陆地生态系统碳循环中的作用和地位提供参考和依据。【方法】收集陕西省1980s和2010s两期的65个和142个土壤样本以及相关的地形因素、气候条件、土地利用类型、植被状况和土壤性质数据,采用方差分析和随机森林（Random Forest,RF）模型分析土壤无机碳含量的时间和空间分布特征,并探讨土壤无机碳含量变化的影响因素。【结果】陕西省1980s各区域的土壤无机碳含量表现为：陕北>关中>陕南;与1980s相比,2010s陕北土壤无机碳含量下降了31.5%,关中地区基本保持不变,陕南小幅度上升。1980s到2010s,0—100 cm剖面上不同土层无机碳含量的降幅范围为20.6%—27.7%,其中以0—20和80—100cm土层降幅最大。随机森林模型分析表明,年平均降水量、容重、pH是影响1980s和2010s土壤无机碳含量变化的重要因素,在年平均降水量450—650 mm时土壤无机碳含量最高;土壤无机碳含量...     

农业生态系统碳氮循环模拟模型研究

一、背景近年来，由全球气候变化引发的全球碳平衡问题越来越引起人们的关注。土壤有机质是全球碳平衡过程中的重要碳库，农业生态系统的土壤碳库是全球碳库中最活跃的一个组成部分，在人类的耕作、施肥、灌溉以及气候变化的影响下，不仅其数量在迅速变化，而且其作为全球CO２的源汇地位也在不断变化，从而对区域以及全球环境带来影响，也对人类赖以生存的粮食生产带来影响。因此，研究农业生态系统的碳氮循环问题已成为热点。农业生态系统中土壤碳和氮的循环动态是一个包括有机质的产生、分解、硝化、反硝化和发酵过程的复杂的生物地球化…     

中国干旱性地区土壤发生性碳酸盐及其在陆地系统碳转移上的意义

总结了中国干旱性地区土壤发生性碳酸盐的研究资料,估算其碳库为约６０Ｐｇ。根据作者提出的陆地系统碳转移模型,阐述了此类碳酸盐所涉及的有机碳向无机碳的转移,分析了不同时期土壤碳酸盐溶解淋失和积累的速率及其与气候变化的关系,揭示了土壤发生性碳酸盐在全球碳库研究中的重要性