近日，中国农业科学院农田灌溉研究所联合国外研究机构创新构建多尺度土壤呼吸模型，发现实验室培养试验因无法还原田间物理环境，会错误预测温湿度变化对土壤碳排放的影响。相关研究成果发表在《土壤生物学与生物化学（Soil Biology and Biochemistry）》上。
土壤呼吸的温湿度敏感性是评估全球变暖下土壤有机碳库反馈的关键指标，需通过碳模型量化。当前主流土壤碳模型大多是依据实验室培养试验数据构建的经验函数，但培养试验会改变土壤深度和孔隙度等物理特性，进而改变呼吸过程，导致模型预测结果的可靠性存疑。
该研究摒弃传统模型，构建土壤呼吸微观模型量化孔隙中氧气扩散与消耗过程，并纳入微生物非均匀分布特征。根据空间尺度转换方法将微观机制外推至土壤剖面尺度，进一步量化剖面碳排放对温湿度变化的敏感性。与已报道的实验室培养试验和田间试验数据对比，研究验证了模型准确性并计算了设定温湿度下培养试验的碳排放偏差，明确了土壤深度等物理性质变化引发的高估、低估等误差类型。该研究为研发下一代土壤碳循环预测模型提供了关键机制框架与实证依据。
该研究获得国家重点研发计划和中国农业科学院科技创新工程支持。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2025.109870
来源： 中国农业科学院农田灌溉研究所