土壤溫室氣體的時(shí)空變異性及尺度效應(yīng)

土壤呼吸是從陸地到大氣中的第二大碳源，因此，土壤溫室氣體的變化能顯著地影響當(dāng)前大氣中溫室氣體的含量，從而影響氣候變化，而另一方面土壤具有巨大的碳匯能力。為了表征土壤溫室氣體和土壤的碳、氮分布的高度時(shí)空變異性和尺度效應(yīng)，定量描述土壤碳、氮循環(huán)過程，我們建立了全球生態(tài)系統(tǒng)呼吸數(shù)據(jù)庫(kù)，并開展了大量實(shí)驗(yàn)室和較小尺度的田間試驗(yàn)和數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)。通過這一項(xiàng)目，我們?cè)陉懙厣鷳B(tài)系統(tǒng)CO2平衡過程與氣候變化的互反饋研究，陸地生態(tài)系統(tǒng)呼吸溫度敏感性及影響因素，不同活性土壤碳庫(kù)呼吸的溫度敏感性及土壤呼吸激發(fā)效應(yīng)研究，生物炭電化學(xué)活性對(duì)反硝化作用和N2O排放的影響，以及提高土壤固碳、減少土壤溫室氣體排放的管理策略等方面都取得具有一定創(chuàng)新性的研究成果。基于這些成果，已發(fā)表41篇學(xué)術(shù)論文（包括39篇SCI論文）。這些研究成果為制定最佳土地管理策略，以達(dá)到提高陸地生態(tài)系統(tǒng)的綜合生態(tài)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益提供理論依據(jù)。 2100433B

土壤呼吸是從陸地到大氣中的第二大碳源，因此，土壤溫室氣體的變化能顯著地影響當(dāng)前大氣中溫室氣體的含量，從而影響氣候變化，而另一方面土壤具有巨大的碳匯能力。然而，土壤溫室氣體和土壤的碳、氮分布及其相關(guān)過程具有高度的時(shí)空變異性和尺度效應(yīng)，從而為定量描述土壤碳、氮循環(huán)過程，土壤溫室氣體的變化規(guī)律及其對(duì)氣候變化的影響帶來巨大挑戰(zhàn)。該項(xiàng)目將深入研究影響土壤溫室氣體的時(shí)空變異性及尺度效應(yīng)的關(guān)鍵土壤物理、化學(xué)和生物特性和過程，建立表征土壤溫室氣體的時(shí)空變異性及尺度效應(yīng)的統(tǒng)計(jì)模型和理論模型，將經(jīng)濟(jì)分析結(jié)合到土壤溫室氣體和土壤碳匯的研究中以提供更好的研究方法（如設(shè)計(jì)最佳采樣策略、選擇關(guān)鍵參數(shù)等）和跨學(xué)科的綜合視野。這一研究將為制定最佳土地管理策略，以達(dá)到提高土壤固碳能力、減少土壤溫室氣體排放的綜合生態(tài)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益提供理論基礎(chǔ)。

構(gòu)建不同空間尺度上土壤侵蝕環(huán)境因子及表現(xiàn)因子的指標(biāo)體系，界定各尺度上的表現(xiàn)因子和環(huán)境因子并確定其量化指標(biāo)。在申請(qǐng)者過去提出的土壤侵蝕快速評(píng)估方法基礎(chǔ)上，加入土地利用空間分布的影響，并進(jìn)一步結(jié)合人工智能的方法和3S技術(shù)，對(duì)長(zhǎng)江和黃河大、較大、中、小四個(gè)尺度上的流域土壤侵蝕評(píng)估與預(yù)測(cè)進(jìn)行實(shí)例研究。同時(shí)，對(duì)快速評(píng)估方法的尺度效應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)研究。.本研究的主要?jiǎng)?chuàng)新之處是通過引入快速評(píng)估的思想，成功地克服了傳