Improvement of soil carbon turnover rate of terrestrial models

陆地模型土壤碳周转率的提高

基本信息

批准号：
21H03580
负责人：
伊藤昭彦
金额：
$ 11.07万
依托单位：
The University of Tokyo (2023)National Institute for Environmental Studies (2021-2022)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

陸域生態系モデルVISIT（Vegetation Integrated SImulator for Trace gases）における土壌炭素プールのターンオーバー速度を高度化するためのモデル開発を進めた。土壌呼吸データを用いたモデル検証を行うため、全球スケールのシミュレーションを予備的に実施したところ、2020年について78.6 Pg C / yrと推定された。その時点での土壌炭素量は1276 Pg Cと推定された。この量は既存のデータセットやモデル推定と比較して妥当な範囲にあると考えられる。平均的なターンオーバー時間（炭素貯留量/従属栄養呼吸速度より推定）は22.4年であったが、計算を開始した1701年時点と比較して約3年早くなっており、気候変動などの影響によって土壌炭素プールのターンオーバーが加速されていることが示唆された。しかし、土壌中で有機炭素は鉄・アルミニウム酸化物などの鉱物質と結合して安定化することがターンオーバー速度に強い影響を与えることが示唆されており、それをモデルに導入して推定精度を向上させるための方策を検討した。またその要因を全球モデルに導入する場合、土壌中の鉄・アルミニウム分布に関するデータセットが必須となるため、使用可能なデータセットを探索した。土壌炭素プールに影響を与えると考えられる別の要因の１つである土壌微生物についても検討を進め、他の研究グループで開発されているモデルでの取り扱いについてサーベイした。土壌中に分布する多様な微生物を機能別に類型化し、環境や気質に応じたそれらの動態を取り入れることで、ターンオーバー速度の時間的な推移を表現することが可能になると考えられた。

我们推进了陆地生态系统模型 VISIT（痕量气体植被综合模拟器）中提高土壤碳库周转率的模型的开发。利用土壤呼吸数据对模型进行了初步的全球规模模拟验证，预计 2020 年结果为 78.6 Pg C/年。当时土壤碳含量估计为1276 Pg C。与现有数据集和模型估计相比，这一数量被认为在合理范围内。平均周转时间（根据碳储量/异养呼吸速率估算）为22.4年，比1701年开始计算时早了约3年，这是由于气候变化等影响。有人建议周转时间由此加速了土壤碳库的恢复。然而，有人提出，在土壤中，有机碳通过与铁和铝氧化物等矿物质结合而稳定，这对周转率有很大影响，我们考虑将其纳入模型中以提高估计精度。对此采取措施加以改进。此外，如果我们要将这个因素引入到全局模型中，我们将需要一个有关土壤中铁和铝分布的数据集，因此我们搜索了可用的数据集。我们还研究了土壤微生物（被认为影响土壤碳库的另一个因素），并调查了其他研究小组开发的模型中如何处理它们。人们认为，通过按功能对土壤中分布的各种微生物进行分类，并根据环境和性情结合它们的动态，就可以表达周转率随时间的变化。