日前，記者從天津大學(xué)獲悉，該校地科院晏智鋒副教授與聯(lián)合西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室-馬里蘭大學(xué)聯(lián)合全球氣候變化研究所合作，在土壤異養(yǎng)呼吸過程模型構(gòu)建與應(yīng)用上取得新進(jìn)展，首次建立了可精準(zhǔn)監(jiān)測土壤“碳排放”的過程模型系統(tǒng)，該系統(tǒng)能更加精準(zhǔn)地預(yù)報土壤異養(yǎng)呼吸對大氣環(huán)境的影響。相關(guān)研究成果在《自然通訊》雜志上在線發(fā)表。

土壤中的微生物、作物根系和土壤動物等呼吸，和人的呼吸一樣，會釋放出大量二氧化碳。據(jù)介紹，土壤有機(jī)碳（SOC）作為陸地生態(tài)系統(tǒng)最大碳庫，其通過微生物降解（異養(yǎng)呼吸）每年產(chǎn)生的二氧化碳量是人類使用化石燃料年產(chǎn)生量的近5倍，因此準(zhǔn)確監(jiān)測土壤異養(yǎng)呼吸速率對預(yù)測未來全球氣候變化至關(guān)重要。目前，各國學(xué)界普遍采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ湍M土壤異養(yǎng)呼吸，空間可拓展性差，給預(yù)測區(qū)域或全球范圍土壤二氧化碳排放帶來了很大的不確定性。因此，亟需建立土壤異養(yǎng)呼吸的機(jī)理或過程模型，提高預(yù)測土壤二氧化碳排放及氣候變化的準(zhǔn)確性。

晏智鋒團(tuán)隊(duì)根據(jù)土壤異養(yǎng)呼吸的主要控制過程，構(gòu)建出了一種全新土壤呼吸速率響應(yīng)土壤含水率變化的過程模型。該模型首次融入了土壤屬性大數(shù)據(jù)，建立了新的模型參數(shù)和土壤屬性之間的定量關(guān)系，可精確揭示土壤異養(yǎng)呼吸的微觀機(jī)理和宏觀規(guī)律之間的內(nèi)在聯(lián)系。與傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ捅?，這一全新過程模型普適性和可靠性都有了大幅提升。實(shí)驗(yàn)室和實(shí)地測試顯示，新模型可明顯提高土壤碳排放預(yù)測精度。這一新模型投入使用，有望提高地球系統(tǒng)模式中預(yù)測全球氣候變化的準(zhǔn)確性和前瞻性，也為提升氣候環(huán)境預(yù)測準(zhǔn)確性提供了新方法和研究思路。