史文嬌研究組提出高精度曲面建模(HASM)結(jié)合土壤深度信息的土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量預(yù)測新方法

土壤有機(jī)碳(SOC)庫是陸地生態(tài)系統(tǒng)中重要的碳庫之一,在調(diào)控生態(tài)系統(tǒng)碳平衡和減緩溫室氣體方面具有重要作用。土壤有機(jī)碳的分布存在時(shí)間、空間和深度異質(zhì)性,可能在較短的垂直距離上產(chǎn)生較大的變異。高精度曲面建模(HASM)方法是用于地理信息系統(tǒng)和生態(tài)建模的一種基于微分幾何學(xué)曲面理論的曲面建模方法,將HASM方法與深度信息結(jié)合,有利于解決剖面土壤屬性的空間分布預(yù)測問題。

近期,史文嬌研究組首次提出HASM與土壤深度信息結(jié)合的方法,比較了16種空間預(yù)測模型(包括單一模型、混合模型和各種HASM方法)模擬土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量空間分布的準(zhǔn)確性,對中國河北省土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量進(jìn)行了空間預(yù)測。?

研究表明,HASM與具有深度信息的廣義加性模型(GAM)相結(jié)合(HASM_GAMD)的方法,取得了比其他方法更好的預(yù)測性能。與沒有深度信息的模型相比,HASM_GAMD模型預(yù)測SOC儲(chǔ)量空間分布的均方根誤差和決定系數(shù)分別提高了43%49%。HASM與土壤深度信息結(jié)合的方法顯著提高了土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量空間預(yù)測的精度,降低了不確定性。研究為土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的空間建模與制圖精度提升提供一種新視角,為評估土壤碳儲(chǔ)量提供了方法支撐。

相關(guān)研究成果發(fā)表農(nóng)林和土壤科學(xué)領(lǐng)域一區(qū)Top期刊《Soil & Tillage Research(IF=6.5),論文通訊作者為史文嬌研究員,第一作者為客座研究生李家英,南京土壤研究所劉峰研究員為文章的共同第一作者。?

論文信息:Li, J., Liu,?F., Shi, W.*, Du, Z., Deng, X., Ma, Y., Shi, X., Zhang, M., Li, Q., 2024. Including soil depth as a predictor variable increases prediction accuracy of SOC stocks. Soil and Tillage Research 238, 106007.

網(wǎng)址:https://doi.org/10.1016/j.still.2024.106007

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