研究提出土壤厚度约束的高原碳水储量评估新方法
文章导读
传统区域评估常采用固定深度方法，在地形复杂、土层浅薄的高原往往会将基岩以下的“虚拟土层”计入储量，从而造成严重高估。中国科学院成都山地所团队以青藏高原为研究区，构建了土壤厚度约束的碳水储量估算新框架。不仅在西藏0—100cm预测出4.72PgC有机碳储量，更将区域水储量均值从1255.85km3修正至504.06km3。这一关键下边界的明确，将如何重塑山地生态系统评估？
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山地土壤厚度是深刻影响高原水文过程、生态系统结构与地表稳定性的关键属性，也决定着土壤有机碳储量和水储量的计算边界。区域碳/水储量评估通常采用固定深度方法，在浅土区可能导致并不存在的土层纳入储量计算。青藏高原地形复杂，土层厚度空间差异显著，土层下边界的可靠信息缺乏，已成为碳/水储量估算的主要不确定性来源。
近期，中国科学院成都山地灾害与环境研究所研究团队以青藏高原为研究区，构建了土壤厚度约束的碳/水储量估算框架。研究整合野外土壤剖面、遥感与地理环境数据，预测土壤厚度空间分布，并以实际土层下边界限定碳/水储量计算范围。
在土壤有机碳研究中，研究团队将土壤厚度预测与等效土壤质量校正相结合，评估西藏地区土壤有机碳储量空间分布及不确定性，以实际土层为边界可避免将浅土区基岩以下“虚拟土层”计入碳库，减少统一深度假设造成的高估。可靠预测区内，0—100cm土壤有机碳储量为4.72PgC。
在土壤水储量研究中，研究将空间变化的土壤厚度引入逐月水分重建，刻画青藏高原浅层土壤水储量时空变化。结果显示，固定深度方法可能在土层浅薄区高估土壤蓄水空间，并放大区域水储量及其增湿趋势，采用土壤厚度约束后，估算结果更贴近实际土层能够储水的范围，区域水储量均值由1255.85km3降至504.06km3，增湿趋势由＋10.78km3/yr降至＋4.99km3/yr。
研究表明，准确识别土层下边界是提高山地碳/水储量评估可靠性的关键，为地形复杂、观测资料稀少地区碳/水储量评估与长期监测提供了新思路。
相关研究成果分别发表在Geoderma和GIScience & Remote Sensing上。研究工作得到西藏自治区重点研发计划项目的支持。
固定深度法与土壤厚度约束法估算土壤碳/水储量的概念对比
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