高分辨率数字高程模型结合水位深度和连续的土壤氧化还原电位测量解释土壤呼吸和土壤碳储量在Sorø这个理事会网站gydF4y2Ba

介绍gydF4y2Ba

碳储量报告的生物量、土壤、和收获木材产品是一个土地利用的一部分,土地利用变化和林业(LULUCF)报告联合国气候变化框架公约(UNFCCC)在《京都议定书》(gydF4y2Ba联合国政府间气候变化专门委员会,2003gydF4y2Ba,gydF4y2Ba2006年gydF4y2Ba,gydF4y2Ba2014年gydF4y2Ba)。量化土壤C池,池改变随着时间的推移,构成一个重大的挑战。报告准则中一个简单的系统开发报告温室气体平衡在《京都议定书》和《联合国气候变化框架公约》。类矿物质的土壤肥沃的和桑迪和有机土壤(排水或不排水)作为活性(地区)与特定的一级排放因素类别为有限公司gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba和non-COgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba温室气体(gydF4y2Ba联合国政府间气候变化专门委员会,2003gydF4y2Ba,gydF4y2Ba2006年gydF4y2Ba)。例如,遗留土壤碳的损失是设置为0.26公斤有限公司gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba- c mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}(2.6 t C公顷gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})作为默认IPCC排放因子在有机土壤排水温带森林土地(gydF4y2Ba联合国政府间气候变化专门委员会,2014gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

矿物和有机土壤之间的区别非常突然,忽略了过渡区观察到自然,例如,河岸带湿地和轻微湿地区地形凹陷,不符合泥炭(> 40厘米深度有机土壤)。新类别“内陆湿地土壤矿物”(IWMS)“湿地补充”(gydF4y2Ba联合国政府间气候变化专门委员会,2014gydF4y2Ba)提供了一个更好的理解有限公司gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba和non-COgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba平衡的土壤水饱和不时在根区,但没有排放因素有限公司gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba已经设置了内陆湿地土壤矿物。这些类别是SOC相关股票估计,与排水类(SOC内容密切相关gydF4y2Ba链et al ., 2016gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

内陆湿地土壤矿物受到普遍放弃专业林业在丹麦发生之后和在其他国家类似的土壤促进更广泛的树种选择,森林生产和改善站稳定。丹麦大约40%的土地面积是以前潮湿的地区由于高地下水和不透水土壤地平线(gydF4y2BaBreuning-Madsen et al ., 1992gydF4y2Ba)。不过,更高的SOC股票被发现抛弃地区表明SOC浓缩持续下去,尽管更多的有氧土壤环境,放弃可能造成(gydF4y2BaCallesen et al ., 2015gydF4y2Ba)。历史损失引起的SOC放弃无法测量的静态观测,然而(gydF4y2BaGreve et al ., 2014gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

报告和湿地土壤矿物分类正确,垂直的水位波动应该是已知的,但是这样的数据很少(gydF4y2BaJauhiainen et al ., 2019gydF4y2Ba)。土壤水饱和度成因之间的时序变化充气有氧过程占据上风,和水饱和土壤厌氧土壤环境和流程可能会占据上风,特别是极慢的SOC营业额。这里一个氧化还原电位(Eh) 400 mV的建议作为一个有氧和厌氧土壤之间的限制(gydF4y2Ba小量,2013gydF4y2Ba)。这些转变,嗯有强烈控制有氧土壤微生物和氧化还原活性的铁和锰氧化物参加生物和非生物氧化有机物(gydF4y2Ba大厅和银,2015年gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

减压可以通过重力施加控制土壤氧化还原过程迫使侧向渗流水和溶质运输semi-impervious土壤层(例如,粘化视野),会导致营养浓缩和流域水饱和度较低的位置,从而导致土壤形成(gydF4y2Ba珍妮,1941gydF4y2Ba;gydF4y2Ba菲德勒et al ., 2007gydF4y2Ba)。因此土壤的水饱和度之间的温室气体交换的环境控制土壤和大气中(gydF4y2Ba戴维森et al ., 1998gydF4y2Ba;gydF4y2BaJungkunst菲德勒,2005gydF4y2Ba;gydF4y2Ba克里斯琴森et al ., 2012gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

从SOC净碳矿化累积的风险损失后的湿土壤矿物质增加土壤水饱和度(gydF4y2BaJauhiainen et al ., 2019gydF4y2Ba)导致增长强劲的有氧域超过一个呃呃400 mV (gydF4y2Ba小量,2013gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

数字高程模型和描述的救济他们的衍生品已经作为协变量环境土壤属性的空间预测几十年(gydF4y2Ba麦肯齐和瑞安,1999gydF4y2Ba;gydF4y2BaRossiter 2018gydF4y2Ba)。数字高程模型通常不描述救援足够解决包括小片湿土壤矿物和沟渠。光探测和测距(激光雷达)数据从2014年全国机载激光扫描运动- 15已经详细的数字高程模型(DEM)拥有0.4像素大小可用在丹麦(gydF4y2Ba销售税,2015gydF4y2Ba),现在允许micro-relief研究对土壤形成的影响,例如,SOC积累。第一个激光雷达数据集建立国家从2007年1.6米分辨率(从sdfe.dk公开数据;gydF4y2Ba销售税,2015gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

在丹麦国家温室气体排放报告的联合国气候变化框架公约》(gydF4y2Ba尼尔森et al ., 2020gydF4y2Ba)、活动数据(区)森林是量化的矿物和有机土壤系统的空间网格的国家森林库存。它是通过点采样数字化遗留地质地图(1:25.000 1:200.000)母质在80厘米深度(gydF4y2BaGEUS 2015gydF4y2Ba)其次是分类类别肥沃的砂质或有机土壤。gydF4y2Ba

不存在任何地图来源可以量化引入的内陆湿地矿产森林土壤与湿地补充(gydF4y2Ba联合国政府间气候变化专门委员会,2014gydF4y2Ba)。也不是量化的命运SOC股票,尽管他们的潜在作用向大气中温室气体的来源。gydF4y2Ba

在这项研究中,我们测试了新方法量化SOC丰富的内陆湿地土壤矿物的面积和地图的风险净C矿化引起的水位波动量化小规模的地形变化和SOC股票。我们进行了详细的SOC研究股票,土壤呼吸,RgydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}嗯,结合辅助变量从一个数字高程模型在丹麦长期温室气体通量Sorø这个理事会网站。我们旨在把土壤碳储量与碳周转过程使用一个空前的空间分辨率的救援阐明共变的SOC股票,RgydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}和土壤松了一口气,嗯。我们假设土壤碳股票变化(dC =gydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba})可以计算如上+地下的垃圾输入(LgydF4y2Ba_{abg +gydF4y2Ba}lgydF4y2Ba_blggydF4y2Ba)减少土壤异养呼吸,RgydF4y2Ba_hetgydF4y2Ba(gydF4y2Ba洛维特et al ., 2006gydF4y2Ba)。RgydF4y2Ba_hetgydF4y2BaR的分区后才能评估吗gydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}自养和异养土壤呼吸gydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}L =gydF4y2Ba_{abg + blggydF4y2Ba}- RgydF4y2Ba_hetgydF4y2Ba。我们忽略其他部分的净影响土壤生态系统碳平衡(导入、导出和非生物氧化过程)。gydF4y2Ba

我们假设SOC积累的空间格局,RgydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}和嗯与电流模式高含水饱和度密切相关的量化地形萧条,而且地址空间的可能效果不均匀垃圾输入土壤的森林生态系统。gydF4y2Ba

材料和方法gydF4y2Ba

网站描述gydF4y2Ba

我们开展这项研究这个理事会研究领域网站Sorø在2016年和2017年。Sorø站点(纬度/经度55.4858°N 11.6445°E)位于托管山毛榉(gydF4y2BaFagus sylvaticagydF4y2Ba森林l .)成立于1921年达到约30米的高度(gydF4y2BaPilegaard et al ., 2011gydF4y2Ba)。景观是一个弱起伏的维塞尔冰期的冰碛的平原海拔35 - 40米的海拔。47-meter塔的涡度相关设置进行连续的有限公司gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba通量测量的标准下这个理事会网络(gydF4y2Bawww.icos-ri.eugydF4y2Ba)。这个网站已经被森林覆盖了200多年(gydF4y2Ba2007年丹麦皇家科学院和信件gydF4y2Ba),是一种半自然森林管理。土壤是发达在钙质沉积到CaCO 27 - 50%gydF4y2Ba_3gydF4y2BaC-horizons从40 - 60厘米,深度和被列为Oxyaquic Hapludalfs和普通或Aquic Argiudolls根据美国农业部土壤分类(gydF4y2Ba土壤调查人员,1999年gydF4y2Ba,gydF4y2BaØstergard 2000gydF4y2Ba)表明营养丰富肥沃的土壤与土壤腐殖质积累过程和聚合形成,脱钙作用,braunification和部分地区也潜育作用(gydF4y2BaBuol et al ., 1997gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

定位SOC的采样点土壤呼吸和土壤呃gydF4y2Ba

为了进行SOC股票的一项调查,30×30 m地面电网成立于2004年。有13分6分南北东西方向倍向远离塔,和4×4点的东塔。在这项研究中我们包括73可用取样点(78)从塔西方向。地理坐标的30×30 m网格是基于数学计算推断从一个地理坐标点。在土壤采样点偏移的理论网格点如果他们太接近沟附近挖掘材料。永久性网格点定位和指南针和一个30米卷尺。采样点用木杆,坚持10厘米的地面上用金属旋钮的搜索点通过金属探测器(gydF4y2BaSchrumpf et al ., 2011gydF4y2Ba),gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba。极的位置标记结果漂移(10 - 20 m和更多)与起点的距离增加georeferences获得2018年精密GPS / GNSS测量,gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

两个东西横断面(红点,gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba)共有15分30米网格被选为土壤呼吸测量2014——2017年期间每2 - 3周。数据从2016年和2017年被用于本研究。这些点是位于西南坐标55.485°N 11.641°E,和不协调为55.486°N 11.644°E延长大约50 - 250米向西方向远离EC塔,和海拔范围35.93 - -38.75 m a.s.l。最近的沟的水平距离是平均13.8米(范围4.1 - -35.8米)和垂直距离最近的沟是平均0.85(范围0.56 - -1.51米),gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba。两个横断面地理使用特林布尔探路者XT(有限的地面校正信号)和一个新的特林布尔R10(美国美国天宝,桑尼维尔CA)一体化的全球导航卫星系统(GNSS)。仅在2018年12月19日的波兰人可能标志,和许多人,而分解状态。其他人可能被埋在垃圾或被隐藏在削减从收获的树木。gydF4y2Ba

估计的可变性地上碳输入、litterfall litterfall收藏家收集每月(ø0.5米,高度1.5米,gydF4y2BangydF4y2Ba= 2 /图),在55°C至恒重,干叶和叶分数排序,,体重估计每年总litterfall, LgydF4y2Ba_abggydF4y2Ba在公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}代表地上碳输入土壤的两个土壤呼吸横断面(红点,gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

的抽样地点SOC网格,土壤呼吸横断面,嗯,水位伐木工所示gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba在高分辨率下的地图gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba。铂(Pt)的定位传感器和水位伐木工是针对代表过渡从充气矿质土湿土壤矿物有机土壤在三个地点附近的沟渠,A, B, C (gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba)。定位由指南针,卷尺和三角是从一个已知的地面位置并验证了GPS / GNSS(特林布尔R10)。Pt传感器组,刚用砂纸磨铁棒的反应被允许铁棒与土壤环境显示区低嗯(R),并将呃(O / R) (gydF4y2Ba补充数据1.1,1.2gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

在高和低高程点越过边境北部的东风一端TD的横断面(t1)的水位记录与U20伐木工bi-hourly区间(发病电脑、伯恩,妈,美国)与受大气压力的引用。手动测量水位的卷尺是每2个月完成,这些数据被用于校准记录的水位数据。gydF4y2Ba

地图和遥感数据描述研究区gydF4y2Ba

从地面激光雷达分类点数据生成DEM分辨率为0.4米×0.4米和开放数据的提供丹麦能源、公用事业和气候和基于国家扫描运动(sdfe.dk;Kortforsyningen。dk, 2015)。高度的海拔(z坐标)栅格数据集采样点的gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba(Qgis 2.18点采样工具插件)。此外,它被用来推导斜率(Qgis 2.18)和地形凹陷的深度使用算法”gydF4y2Ba满水槽gydF4y2Ba”(2.3.2传奇GIS;gydF4y2Ba命名规范,2001年gydF4y2Ba)。满水槽算法发现地形萧条首先填充无限数量的水到民主党,然后删除它使用TDs的限制扩展到连续路径从一个较低的8点周围的细胞可以定义(gydF4y2Ba命名规范,2001年gydF4y2Ba)。空间分辨率为0.4米,这意味着它们可以小到一个细胞研究微地貌的允许。gydF4y2Ba

冰碛物一些土壤母质peat-filled地形凹陷地图显示指定母质多边形深度1:25.000(约80 - 100厘米gydF4y2BaGEUS 2015gydF4y2Ba)。地图是基于螺旋钻孔样品的检验对沉积物类型和矿床类型的解释。多边形的父母描述材料在19和20世纪利用地形地图和航空像片判读。地图数字化的1990没有,和转换造成~ 5 - 10米的空间偏见。多边形边界的不确定性可以几米(50 - 100),根据母质的类型和景观(gydF4y2BaGEUS 2015gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

帮助解释水位和嗯数据,2016年和2017年降水数据为10×10公里网格单元“10449”和“20146”从丹麦获得气象研究所(novana.dmi.dk)。gydF4y2Ba

皇冠盖的空间范围的山毛榉站对评估至关重要的森林地面太阳辐射,因为山毛榉的叶子马赛克几乎阻止了光的渗透。量化(25×25 m像素面积百分比)通过使用丹麦生物质地图(gydF4y2BaNord-Larsen et al ., 2017gydF4y2Ba)是基于相同的激光雷达点云数据用于DEM (SDFE kortforsyningen.dk)在SOC的分析股票在网格中。gydF4y2Ba

测量SOC的股票,和土壤呼吸,嗯gydF4y2Ba

SOC股票0-40 cm的深度计算根据方程(I)从一个土壤核心每个网格点用一种土壤取芯器(Eijkelkampø8.3和8.7厘米。Agrisearch设备BV Giesbeek、荷兰)在30×30米深度网格部分,gydF4y2Ba我gydF4y2Ba= 0 - 5、5 - 10、10 - 20、20 - 30、30 - 40厘米。在森林地面被收集所有采样定量O-material 25×25厘米内框架。土壤核心被拍到为了文档并描述指标的排水和这些视觉解释,gydF4y2Ba补充图1.3gydF4y2Ba。斑点状阴影的高价值/浓度孟塞尔颜色和锰结核(MnOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba)表示假潜育土由于水土壤水分。潜育颜色(灰色或白色色调)表示从水位潜育,和/或未风化母质的颜色,直到(CaCO钙质gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

有机碳(OC)浓度计算总碳(TC)衡量干被扣除carbonate-C燃烧。carbonate-C内容分析了通过确定的发展有限公司gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba在治疗用磷酸(Strohlein GmbH C-MAT 550年,Viersen,德国;cf。gydF4y2BaSchrumpf et al ., 2011gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

土壤呼吸(右gydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba})由自养植物根系呼吸,RgydF4y2Ba_{一个gydF4y2Ba},并通过土壤异养呼吸生物体,RgydF4y2Ba_hetgydF4y2Ba;我们使用它作为一个指标的土壤过程和环境控制的大小,即。、土壤含水量和土壤温度。进一步,我们粗略的评估gydF4y2Ba_hetgydF4y2Ba通过假设年度RgydF4y2Ba_{一个gydF4y2Ba}50%的年平均RgydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}(gydF4y2BaBrændholt et al ., 2018gydF4y2Ba)为6.6公顷面积为了评估gydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}。gydF4y2Ba

土壤呼吸是手动测量有限公司gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba射流沿两个横断面(红点,gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba)使用便携式8100 - 102 10厘米调查室连接到一个li - 8100土壤自动化有限公司gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba通量系统(LI-COR环境、林肯、内布拉斯加、美国)。测量位置是永久安装土壤项圈,4厘米插入土壤。每个15个位置沿横断面包含3土壤项圈给共有45块。RgydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}情节包含垃圾但没有在地面上的植物成分。一个时间间隔的测量进行了2 - 3周,RgydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}每个情节室关闭时间测量一次的150年代。RgydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}测量通常是在1日09:00 - 16:00 CET(中央东部东京)。通量计算时间和区域的基础上使用LI-COR软件(美国内布拉斯加州LI-COR环境,林肯)。与RgydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}、土壤温度和土壤含水率测定震源深度5厘米。土壤温度测量在1厘米从土壤中衣领。土壤水分测定的土壤湿度探测器(热带病研究和培训特别规划,ThetaProbe ML2x,弗吉尼亚州设备有限公司、剑桥,英国)4点均匀地扩散到土壤领10厘米的距离。这四个测量的平均土壤含水量的土壤含水量作为情节。年平均RgydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}方程计算(II)的平均测量天μmol有限公司在2016年和2017年期间gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba米gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年代gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}单位转换:gydF4y2Ba

土壤是吧(gydF4y2Ba菲德勒et al ., 2007gydF4y2Ba)上研究了根区在三个不同海拔梯度代表湿干燥土壤和地表高程范围35.31 - -35.45 m a.s.l。(位置),35.41 - -36.36 m a.s.l。(位置B)和36.39 - -36.65 m a.s.l。(C)位置,gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba。位置是泥炭(有机土壤)约40厘米深,没有树木植被,还湿土壤矿物(我和第六组),而较低的部分B和C SOC富有湿土壤矿物。测量的点之间的距离是2 - 3米。在A、B和C, 18 Pt传感器在两到三组从土壤表面放置20 - 25厘米到地上,连接到数据记录器。位置有一个定义的最大半径5米长度的电缆,而B和C的长度10米也由电缆长度有限,在那里,测量质量而言,“短要好”。最低位置的是一个沼泽研究区域的一部分。端到端位置的斜率为3.5°,和位置的斜率B为5.4°。样位置C是一条直线相交的微集水上坡沟坡为1.4°,gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

工党传感器连接到一个许普诺斯四世(MVH咨询、莱顿、荷兰;gydF4y2BaVorenhout et al ., 2011gydF4y2Ba)随着Ag)gydF4y2Ba^0gydF4y2BaE / AgCl参比电极(平衡gydF4y2Ba_{裁判gydF4y2Ba}222 mV 4 M氯化钾、q-i-s.net、荷兰;gydF4y2BaVorenhout et al ., 2011gydF4y2Ba)。第三个记录器是基于数字电压表和数字继电器连接传感器和参比电极与500毫秒的电压表测量每小时一次。这个日志程序是由Python 3控制协议与12 v电源覆盆子π(Cperf Aps、Holte、丹麦)。土壤的呃矩阵测量(EgydF4y2Ba_量gydF4y2Ba)定义相对于标准氢电极通过添加平衡电势(EgydF4y2Ba_{裁判gydF4y2Ba}参比电极过程的)(方程III)。gydF4y2Ba

方差分析的SOC股票和年平均土壤呼吸与地形变量和其他回归分析进行了proc的漠视,tt和CORR, SAS 9.4, SAS研究所。GIS分析进行了QGIS 2.18(工具:数据提取,斜坡,栅格计算器)和传奇GIS 2.3(满水槽)。嗯数据随着水位测量用于目视判读时间和空间的界限有氧和厌氧土壤环境(gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba与股票和土壤呼吸对SOC的潜在影响。gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

土地开发和SOC的股票gydF4y2Ba

SOC预测股票的地图所示gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba。映射的SOC股票反映地形不同大小的萧条。在6.6×10gydF4y2Ba^4gydF4y2Ba米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba研究区,12 73个采样点都位于地形凹陷定义为不同的估计水槽表面(满)和水槽的高程点时没有填满。“满水槽”占地18.9%从下沉深度的几厘米到0.78附近的水沟。母质的地图(gydF4y2BaGEUS 2015gydF4y2Ba)表示8.2%泥炭在研究区(两个黑圈,英国《金融时报》签名gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba)。泥炭的描述多边形只有部分匹配的富碳点观测在30米网格。构件(如沟渠、道路和采样树桩,没有偏见的SOC估算。gydF4y2Ba

SOC股票0-40厘米gydF4y2Ba

的土壤A层核SOC网格是一个深棕色或黑色的考虑,10-40厘米深(参见示例照片gydF4y2Ba补充图1.3gydF4y2Ba)。假潜育土过程的迹象被25 - 50厘米低于矿物的表面土壤。潜育观察附近的沟渠深度从地平线下15 - 40厘米深。C的钙质母质层在大多数点看到50 - 60厘米的深度研究区域内。gydF4y2Ba

网格点的高程(m a.s.l),斜率(度),TDs(下沉深度,厘米)的深度,以及高程之间的交互项和下沉深度解释SOC股票相当相同值的平方和的方差分析(III型)(gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba0.55,意味着C m = 8.9公斤gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba},RMSE C m = 2.4公斤gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba})。SOC外地形凹陷(8.4±sem 0.3公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba})小得多(gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.01)比TD区域内C m (11.9±sem 0.5公斤gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba})。gydF4y2Ba

的两个解释变量,海拔高度和深度的TD负相关(gydF4y2BargydF4y2Ba=−0.30)。SOC的解释变量坡采样点与高程(gydF4y2BargydF4y2BaTD =−0.16)和深度(gydF4y2BargydF4y2Ba= 0.57)。这些预测被认为必要的线性模型,因此包括在内。残差(观察-预测)的可视化gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba插入情节。统计模型似乎高估低SOC值和低估中除了高值最高的观察,碳在或接近TDs丰富点。地形凹陷和沟渠hill-shaded高程模型清晰可见。沟渠、道路和树桩导致一些工件在SOC估计,当插值使用0.4×0.4米民主党光栅,但却清晰可见。同时,一些极端值−8.7公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}74公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}在高档光栅建议截止的意义边界SOC股票(gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba)需要。gydF4y2Ba

在森林地面和Litterfall SOC股票gydF4y2Ba

看着森林地面C只股票(数据未显示),有机碳的质量在上面的SOC网格39 m海拔为0.22±0.1公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}平均低35%比东方的横断面控股0.34±0.4公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}(异方差的gydF4y2BatgydF4y2Ba以及,gydF4y2BaPgydF4y2Ba= 0.03)。皇冠盖在森林里站在2015年夏天从63年92%的表面积不同的样点。观察到的皇冠盖范围内下降25%皇冠盖与litterfall下降25% C在线性回归(gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba0.33)。高皇冠盖也恰逢森林地板SOC,但对于低冠覆盖有高和低的森林地面SOC值(数据未显示)。落叶输入gydF4y2BatgydF4y2Ba1,gydF4y2BatgydF4y2Ba2样点平均达0.18公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}0.03 (SD)在2014 - 15 - 2015 - 16(6月至5月)几乎相当于森林地面SOC的股票,并指示在森林里乱扔垃圾层的快速周转。测量垃圾掉不相关的土壤呼吸也没有沿着两个横断面显示趋势。gydF4y2Ba

SOC采样点位置的准确性gydF4y2Ba

理论坐标用于采样点的高程,斜率和深度的TDs民主党的漂移采样点坐标和杆的识别标记在网格中不能完全阐明。偏差引入的这是评估:19个采样点的高程偏差识别极的无偏(平均0.05米)与最低- 0.46米和最大0.50米高差的民主党x, y理论坐标和坐标测量之间的抵消。然而,这是非常重要的SOC估计股票的网格(gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba插入)。最高的残余SOC估计都点TDs附近。的平均特林布尔测量误差水平坐标(x, y)是0.46米(范围0.01 - -1.5米)和垂直(z)坐标误差是0.67米(范围0.01 - -2.26米)根据仪器。然而,民主党的区别和GNSS海拔(z坐标)在某些情况下4 - 7米。使用z坐标测量估计点的民主党海拔森林因此更健壮的方法测定比较。gydF4y2Ba

土壤呼吸gydF4y2Ba

的平均速率RgydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}范围从0到5μmol有限公司gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba米gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年代gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}对应于0 - 5.2 g C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}dgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}在生长季节与更大范围的极端。年平均土壤呼吸是1.0公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}0.7 - -1.3公斤的C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}。gydF4y2Ba

温度以及RgydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}高在2016年比2017年的生长季节,gydF4y2Ba图3一gydF4y2Ba相应的降水赤字在2016年和−−215毫米71毫米2017年。土壤含水量平均在25 - 45%范围,除了2016年6月在15 ~ 15%时两个横断面测量位置,gydF4y2Ba图3 bgydF4y2Ba。天的土壤含水量的变化似乎没有一个强大的对土壤呼吸的影响,从土壤呼吸的宽度变化。gydF4y2Ba

抽样项圈大多是在树下皇冠,但根据白天太阳轨迹,可能会有一段阳光充足或完整的阴影。天土壤温度的变化是最高的在夏天,秋天,2016年初冬,gydF4y2Ba图3一gydF4y2Ba,使R之间的正相关关系gydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}和土壤温度之间的情节在这个相对干燥的夏天(Pearson相关的数值,gydF4y2BargydF4y2Ba0.5 > 3的12天;范围0.5 - -1.8°C,gydF4y2Ba补充图1.4gydF4y2Ba)。这并非如此在2017年冬季温度的范围较小。RgydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}高在低海拔在同一天在春天,夏天和秋天(gydF4y2BargydF4y2Ba<−0.5中的11个测量31天;范围35.7 - -38.7 m a.s.l)。gydF4y2Ba

地形凹陷的深度相对于理论池塘表面在DEM模型是不同的从0 6 15分和不同深度从0到0.22。样点(红点gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba)因此避免了研究区域的最深处。TD的土壤呼吸和深度之间的关系是积极的,和高于0.5在春天和初夏(3测量天gydF4y2Ba补充图1.4gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

土壤呼吸在0.4×0.4米分辨率(gydF4y2Ba图8gydF4y2Ba)是利用的SOC 0-40预测估计gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba回归参数与土壤呼吸之间的关系,并预测SOC 0-40 cm关系基于15分在两个横断面(见参数说明gydF4y2Ba图7 dgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

地表以下土壤呃20厘米深度gydF4y2Ba

土壤呃显示年度变化与土壤水的深度表(有氧运动;大约800 mV水位时深)和降水呃(快速下降到0 mV后雨在夏天)。这是说明了gydF4y2Ba图4gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba6gydF4y2Ba。内氧化还原测量地形凹陷(所有的位置,三个点位置低B,没有点位置C)显示大多在20厘米深度土壤厌氧环境,除非斜坡上,与高水位低嗯密切相关。位置C不是在TD但仍有低嗯在春天。近平坦地形因此沟附近的另一个重要指标,含水饱和度和低呃。gydF4y2Ba

在沼泽(位置,35.4 a.s.l),一个真正的水位是永远存在的,平均35厘米以下表面(范围0 - 70厘米低于表面)。地下水位是美联储沟系统,可能很快就会报满雨事件后,水(见表gydF4y2Ba图5gydF4y2BaB-VI)。在这个位置,有机土壤不支持山毛榉树的生长;荨麻(gydF4y2Ba荨麻属dioicagydF4y2Bal .)盛行信号丰富的硝酸盐。嗯的快速下降发生在春天,之后稳定、强烈减少泥炭的条件(呃约0 - 200 mV)在2017年占了上风,而两组(我和VI) 20厘米高坐在矿质土斜坡上大多是在有氧范围超过400 mV。gydF4y2Ba

上坡近平焊位置gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba在春天我有季节性的水位波动在50到70厘米以下的地形(36.6 m a.s.l。),否则深度超过75厘米低于表面在夏季。雨事件20 + mm雨7月10日,9月4日增加了呃一个传感器;其他两个测量减少呃,说明微尺度可变性的呃,可能由于变量水土壤孔隙的填充。上最恒定的有氧环境8°斜率(795±39 mV)缺氧的水可能是从未接触Pt传感器,gydF4y2Ba图5gydF4y2BaB-II-IV。土壤水是最有可能永远不会停滞不前由于快速横向地下运动的可能性在斜率受万有引力,gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba5gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

铁棒在下坡的B组(B对和B-VI位置gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba5gydF4y2Ba)有一个厚,强大的铁红涂层,表明氧化的之间的过渡区和缺氧的环境。菲在交流水沉淀在有氧条件下好氧的区域,(gydF4y2Ba补充图1.1gydF4y2Ba)。在C区没有大量的交流水的迹象将带氧化还原环境,即。从横向运输,没有迹象表明铁氧化物沉淀铁(gydF4y2Ba补充图1.2gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

嗯滴从600 mV(有氧)下降到0 mV(厌氧)发生在冬季和春季的近平面面积(gydF4y2Ba图6gydF4y2BaC-II-VI,斜率为1°)样线C越来越低嗯时间接近沟里,C-VII。gydF4y2Ba

注意,流浪汉水位传感器漂移与手工测量水位的相比,gydF4y2Ba图5gydF4y2BaB-I-VI,导致地下水位的实际水平的不确定性。然而,山峰在地下水位降雨事件后立即观察水位的山峰在连续记录,例如,在2017年的春天,gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba(蓝色的圆点,轴2)。工党传感器显示在axis2 (I-VI,gydF4y2Ba图5gydF4y2BaB)被淹没在流入的水流域的水位由于在大多数情况下,尤其是在春天和初夏两年。这导致呃下降到强烈的条件范围−200减少到0 mV长时间。gydF4y2Ba

SOC的合成、呼吸、土壤呃,水位测量gydF4y2Ba

SOC股票测量和呼吸测量共存(有一些定位不确定性)在横断面t1和t2。不幸的是,没有土壤呼吸测量直接搭配嗯测量研究中,呼吸也没有测量的最低和最高位置高程范围内可用。gydF4y2Ba

C点没有高于平均每公斤C呼吸SOC。观察到的SOC股票范围是6.4 - -24.4公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba},gydF4y2Ba图7gydF4y2Ba。当使用建模SOC股票基于DEM的0-40 cm土壤深度卫星系统定位呼吸点进行采样,反是SOC股票范围更窄的预测范围7.4 - -13.8公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba},gydF4y2Ba图7 dgydF4y2Ba。这部分是由于定位偏移量(gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba),部分原因是回归到平均水平引起的噪声数据。因此,土壤呼吸速率与SOC似乎更陡峭:0.06 (gydF4y2Ba图7 cgydF4y2Ba,与0.02公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}每公斤SOC,gydF4y2Ba图7gydF4y2Ba)。当排除24.4公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}值和不确定的位置根据观察到的SOC数据回归斜率为0.045公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}每公斤SOC。森林地面加上0-20厘米SOC池(近似呃深度测量)给最适合的速度0.06公斤每公斤SOC在4公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}(gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba0.65,gydF4y2Ba图7 cgydF4y2Ba。的方程gydF4y2Ba图7 dgydF4y2Ba基于SOC估计(gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba)是用于C呼吸illustratied的插值gydF4y2Ba图8gydF4y2Ba,收益率96%的C呼吸预测在0.6 - -1.4公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}。gydF4y2Ba

讨论gydF4y2Ba

使用更准确的详细民主党活动数据映射的SOC,呼吸和SOC的股票随时间变化与土壤类型有关gydF4y2Ba

SOC积累在这个网站显然反映了微地貌(基于73网格点),有显著提高SOC股市深度在TDs 40厘米。同样的趋势是15分的子集与呼吸测量(不是测试由于数量有限的数据点)。一般来说,Hapludalfs丹麦森林C m排水性良好的网站举行3 - 6公斤gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}20厘米深度(gydF4y2BaVejre et al ., 2003gydF4y2Ba),平均20厘米深表土层,但在这个网站相应的平均SOC股票是7公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}。研究区也存在的土壤Aquic Argiudolls子组(gydF4y2BaØstergard 2000gydF4y2Ba)hydromorphism造成SOC积累由于缓慢分解对土壤的形成很重要。gydF4y2Ba

采用高分辨率DEM高程数据和DEM提取的衍生品斜率和深度的TD(“水槽,”传奇GIS)。我们这里选择研究为更准确的映射数据收集的挑战和新的可能性的土壤SOC股票和高分辨率的民主党提供的土壤呼吸在这个理事会的一个网站网络量化地球温室气体平衡。地形结合测量土壤碳股票,反是土壤呼吸,水位,嗯数据评估主要是需氧或厌氧在现场安装。原本这种高分辨率的高程数据不可用或者很难从以前的地图和实地测量。从GPS高程数据和GNSS非常不确定显示一个错误在z方向高达4米。抽样的基于激光雷达的民主党是一个更准确的选择,因为它可以估计海拔(z)和0.01米分辨率和0.05米的不确定性(gydF4y2Ba销售税,2015gydF4y2Ba),而水平误差只有0.15米。民主党是基于4 - 5散射点每平方。然而,噪声引起的躺在森林地面物体如树桩和腐烂茎不能排除。准确的x, y坐标准确采样的z坐标的先决条件基于激光雷达的民主党。这是证明了理论的实际补偿网格点(gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba)。水平定位应该使用GPS或GNSS,或地面激光雷达或无人机激光雷达基站。gydF4y2Ba

14年之后,很难找到标记SOC监控电网的两极。这个妥协遗留SOC数据的使用,新的采样的土壤SOC调查因此仍然需要。只有在准确和精确的领域识别(地理)数据,基于精确的重采样点的SOC股票可以执行。SOC估计在gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba表明变量SOC股票可以在比较短的距离,和地图正确显示之间的尖锐边界主要充气高地地区和TDs较高的SOC相关股票往往是厌氧的水成土20厘米深度。沟渠的斜率都在这个范围之外的采样点,导致工件SOC值和C呼吸预测附近的沟渠。树桩、沟堤坝和车轮轨道上可以看到高分辨率高程模型,这些都是作为偏置值反映在SOC和土壤呼吸的估计gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba,gydF4y2Ba8gydF4y2Ba)。这样的工件可能量化的SOC的设计研究,土壤呼吸和嗯测量和包含在模型背后的SOC和呼吸的估计。gydF4y2Ba

SOC的模型参数是因此不健壮的推断和独特的区域。SOC即积累的机制。,一个n一个erobiosis caused by relief were reflected in the explanatory variables derived from the DEM, and they are generic in soil formation (珍妮,1941gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

测量位置的定位是利用高分辨率的限制的民主党协变量采样点。精确运用(±0.5 m寻找物理标记)和更持久的标志杆需要开发,成为广泛使用的。gydF4y2Ba

ditch-network可以轻松可视化计算机(gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba)和深度量化的“满水槽”例程(gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba)。垂直和水平距离为t1和t2沟里计算,但在这项研究中,他们将在海拔影响SOC股票和C呼吸。gydF4y2Ba

使用高分辨率DEM使土壤碳储量和土壤呼吸的映射可能更准确无论使用传统的“专家”映射方法如父的数字化地图材料(也强烈依赖救济解释)和covariate-based方法或算法。民主党和衍生品的使用作为协变量将直接适用于监测数据的分析和解释用于国家森林库存和温室气体报告《联合国气候变化框架公约》。这种调查的设计应该关注覆盖全年水饱和度的极端。这里,氧化还原电位测量在我们的研究中被证明是一个健壮的方法记录需氧或厌氧土壤环境在20厘米深度。gydF4y2Ba

规定的准确度和精密度的数字化遗留地质图转换偏差(包括一个5 - 10米gydF4y2BaGEUS 2015gydF4y2Ba),似乎显然更大gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba显示两个黑圈遗留地图指示的泥炭土壤明显抵消20 - 25米的地形凹陷。遗留了水槽常规地图可以纠正,即。,blue spot maps, which are available in high resolution with nationwide coverage.

我们发现,“满水槽”(传奇GIS)例程作为协变量随着海拔(民主党gydF4y2BazgydF4y2Ba值)可以单独的SOC股票在旱地土壤矿物湿矿物和有机土壤。这是由更高的SOC表示股票,高水位和厌氧的呃域在后者。SOC股票与TD的深度增加。同一站点的平均SOC估计gydF4y2BaSchrumpf et al。(2011)gydF4y2Ba标准偏差为2.64公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}(0 30厘米C股票),在这里减少分层的CV模型(使用sem) 4.0% (TD)和3.6% (TD外)0-40厘米SOC的股票。土壤的面积反映TDs与遗留地图泥炭区域(英尺)不具有直接可比性,因为并不是所有的TDs有机土壤甚至潮湿的土壤,但属于这个群体的可能性更高更大更深和更大的TD,和亲密抛弃在一个平面位置。gydF4y2Ba

放弃对土壤的影响曝气以及遗留SOC的损失gydF4y2Ba

沟渠目前一级默认值量化的面积的2.5% (gydF4y2Ba联合国政府间气候变化专门委员会,2014gydF4y2Ba)在丹麦近红外光谱(gydF4y2Ba尼尔森et al ., 2020gydF4y2Ba)。沟渠的面积现在可能量化分析高分辨率DEM。进一步的工作是要评估哪些TDs实际上是水和多长时间(gydF4y2BaHasselquist et al ., 2018gydF4y2Ba)。,直接测量地下水在高、低职位表和嗯用于SOC的解释股票,和年度土壤C呼吸。我们显示的下部沟系统总是(在2016年和2017年)水饱和a.s.l海拔35.4米。下面,这将保护泥炭存储这个深度对有氧分解。最适合的土壤呼吸与SOCgydF4y2Ba图7 cgydF4y2Ba斜率为0.06公斤每公斤C C Olfh + 0-20 cm土壤池。C呼吸率的数据同时在更深的peat-filled TDs嗯和水位测量需要,然而验证呼吸率。一致,没有迹象显示在数据越SOC-rich土壤呼吸增加每公斤SOC,相反似乎呼吸每公斤SOC水平在提高SOC的股票,gydF4y2Ba图7gydF4y2Ba。此外,点在较低海拔较高C O-horizons股市,也可能表明蚯蚓活动更频繁的含水饱和度和更多的垃圾通过横向输入运输(见部分海拔梯度和落叶输入与SOC)。识别遗留SOC失去由于土壤排水不能用C呼吸数据,但我们可以显示土壤是否有氧或不使用连续20厘米的深度氧化还原数据。我们检查了救援从干到湿土壤跨TD (A和B的位置),或接近沟渠(位置C)。我们也可以看到,厌氧土壤发生外TDs矿质土,和当前水位很少,只有短暂的境界其子as 35.8 m TD的位置。l(与水位曲线进行比较gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba我)。当土壤厌氧和C, C矿化由于有氧呼吸快不低于20厘米深,但当不可能发生在前20厘米淹没。gydF4y2BaJauhiainen et al。(2019)gydF4y2Ba审查的复杂性描述森林土壤有机C平衡,并强调水位测量的重要性,正确评估土壤通气状况。gydF4y2Ba

在本研究范围在衡量年度土壤呼吸是0.7 - -1.3公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba},gydF4y2Ba图7gydF4y2Ba。0.26公斤的默认IPCC排放因子C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}排水有机土壤代表20 - 33%的年度土壤C-respiration衡量,但只有1 - 2%的SOC股票。也会小于年度地上投入的总和(0.18公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})+地下的输入(不以本研究)。使用土壤呼吸(自养和异养)作为损失的指标遗留SOC因此需要显著增加土壤呼吸通量比相邻遗留SOC的旱地土壤呈现一个清晰的信号损失。光合作用的产物输入和自养呼吸可能自然高营养和SOC丰富的湿土,有氧表层土壤在某些时间在夏季(gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba4gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba6gydF4y2Ba)和一个净损失将难以估量。gydF4y2Ba吴et al。(2013)gydF4y2Ba建立了温室气体平衡在2006 - 2010这个网站基于eddyflux数据,通量钱伯斯和生物测量和显示输入土壤可能小于土壤异养呼吸。SOC的变化,研究估计是小的和不确定的净亏损0.033±0.085公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}更大的艾迪塔的通量排放区域。gydF4y2Ba

我们的研究表明,这种损失可以由于损失SOC肥沃的土壤中抛弃了地形凹陷。一个简单的分层土壤C平衡假设50% RgydF4y2Ba_{一个gydF4y2Ba}R:gydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}的年平均RgydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}即。,RgydF4y2Ba_{一个gydF4y2Ba}0.5公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}将RgydF4y2Ba_hetgydF4y2Ba一系列C m 0.2 - -0.8公斤gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}平衡测量RgydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}范围(gydF4y2Ba图7gydF4y2Ba)。以上和地下的垃圾输入0.18±0.03公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}(测量)+ 0.18±0.05公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}(猜测)将产生一个输入为0.36±0.06公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}。估计平均SOC和区域面积权衡的TDs(18.9%)和计算gydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}内部和外部使用TDsgydF4y2Ba图7 dgydF4y2Ba产品产生直流gydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}−0.020±0.10 se公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}外TDs和−0.23±0.10 se公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}在TDs,平均−0.064±0.10 se公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}面积6.6公顷。标准错误是使用相对标准误差传播估计从SOC模型(4%),RgydF4y2Ba_{土壤gydF4y2Ba}模型(4 - 5%),猜到了RgydF4y2Ba_{一个gydF4y2Ba}se的5%。计算年平均SOC是比估计的损失gydF4y2Ba吴et al。(2013)gydF4y2Ba覆盖更大的足迹区域涡通量塔。TD的估计区域接近IPCC排放因子0.26公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}排水有机土壤在温带森林(gydF4y2Ba联合国政府间气候变化专门委员会,2014gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

在这项研究中,我们表明,特定站点连续水位测量显示立即响应(F5和降雨事件gydF4y2Ba补充图1.5gydF4y2Ba),土壤渗透和渗透系数属性应该伴随使用高分辨率DEM的地形不湿土壤矿物活动数据量化。与类似的浅浮雕,拉脱维亚的风景gydF4y2Ba并考虑与其同步和Lupikis (2018)gydF4y2Ba测试TD算法与2米分辨率DEM,发现好对应湿土壤和满沉的方法,但是还显示渗透和液压导率对TD湿度的影响。这可能是由母体材料的起源。Soroe现场密集B和C的视野横向水运似是而非,也存在二次水位在平坦地形(gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba我)。我们的发现为这个网站因此表明表面地下水数据表和土壤渗透性能需要能够开展全国土壤表面湿润的升级作为SOC的一部分股票映射和净矿化遗产SOC的风险评估。土壤矿物中演示的厌氧条件艰苦的表明,平坡甚至TDs外(gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba嗯我)会导致积水和低。gydF4y2Ba

抛弃了湿土壤矿物在TDs和泥炭土壤研究区域目前土壤排水制度不同于pre-ditching泥炭化作用发生的时候。100 -岁放弃系统似乎引起了更多的含氧土壤通气政权OM的抛弃了TDs造成损失(gydF4y2BaJungkunst et al ., 2008gydF4y2Ba)和沉陷地表高程的泥炭封面,但同时也增加了根垃圾输入由于根生产了大量营养物质,改善交流水。荨麻硝酸亲和力著称的存在表明硝酸丰富供应(gydF4y2BaEllenberg et al ., 1992gydF4y2Ba),可能表明横向硝酸盐以及运输gydF4y2Ba原位gydF4y2Ba土壤有机氮的净硝化时是有氧运动。gydF4y2Ba

持久的厌氧Eh发生在生长季节地区低于35.4 m a.s.l。(gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)。这个高度是0.3米以上沟沼泽盆地底部,与暂时的最高水位测量和相应的日志记录器(gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba),同时观察到黑色的深度在铁棒(可能减少锰和铁化合物引起的水饱和),gydF4y2Ba补充图1.1gydF4y2Ba。在较低的地形位置(gydF4y2Ba图5gydF4y2Bab对VI)全年土壤强烈降低条件除了夏末水位和嗯迅速沉没在氧化还原传感器,然后上下波动。这种差异在反应时间缓慢减少的呃春天和初夏相比快呃夏末下降可能是由于温度效应对土壤呃,即。,在温度较高的微生物活动造成呃下降更快。类似于我们的观察,研究gydF4y2Ba沃恩et al。(2009)gydF4y2Ba只有2天被要求从好氧的转移到缺氧嗯时土壤温度高于9°C。gydF4y2Ba

呃测量显示季节性的位置靠近沟渠是厌氧的春天和早期生长季节在20厘米的深度(例如,gydF4y2Ba图4gydF4y2BaA-II-V,gydF4y2Ba5gydF4y2Bab对,VI,gydF4y2Ba6gydF4y2BaC-IV-VII)。因此,树的根呼吸和有氧土壤异养呼吸将受损的缺氧和有限公司gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba积累在20厘米的深度土壤在大多数年份,类似于哈佛大学的一项研究森林沼泽(gydF4y2Ba戴维森et al ., 1998gydF4y2Ba)。C的实际净矿化可能取决于可用的养分(氮、磷)的有机物(gydF4y2BaMettrop et al ., 2014gydF4y2Ba;gydF4y2Ba韦伯斯特et al ., 2014gydF4y2Ba)和酚类化合物含量(gydF4y2Ba王et al ., 2015gydF4y2Ba)。作为一个营养丰富网站(gydF4y2BaØstergard 2000gydF4y2Ba),曝气导致土壤呼吸速度超过每公斤C中观察到陆地测量分越多gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

海拔梯度和落叶输入与SOCgydF4y2Ba

的模式土壤C股票增加从7到8公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}在高海拔> 11公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}在低海拔(gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba)可以与落叶输入和二次分配地上垃圾的风。的空间格局由回归模型(参见数据执行gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba插入)与积极的剩余工资较低的SOC股票。然而,在t1和t2地上垃圾输入的变化似乎并没有受到影响的再分配地上垃圾下降造成的单向风能交通工具。然而,森林地板SOC股票在低海拔较高,但不是在TDs。横断面t1和t2没有延伸到西部的站在显著降低O-horizon C股票。测量的垃圾,横向垃圾运输(gydF4y2BaStaelens et al ., 2011gydF4y2Ba)将加强在这个问题的结论。gydF4y2Ba

O-horizon C股票的差异也可能是归因于不同的生物扰动作用的活动。anecic蚯蚓的数量,例如,gydF4y2Ba地龙terrestrisgydF4y2Bal,米一个ybe smaller and less active at low elevation closer to the ditches due to water saturation and thus lack of oxygen for their respiration.

我们不能解决的可能效果增加输入由于横向运输垃圾,地上垃圾和土壤动物在森林地面障碍SOC股票由浅层地下水位造成的。他们都引起更大、更浅SOC股票(由于缺乏生物扰动作用和阻碍C矿化)在TDs和低海拔与土壤剖面的观察模式(见例子gydF4y2Ba补充图1.3gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

准确度和精密度的影响遗留土壤C数据的坐标gydF4y2Ba

高分辨率DEM的由激光雷达数据提供详细计算和选择地形指数可以帮助描述土壤环境。直接可视化的沟渠hill-shade照片是一个明显的改进的细节和有用的数据,因为亲密沟渠与更高的SOC NFI股市数据(gydF4y2BaCallesen et al ., 2015gydF4y2Ba)。未知的准确度和精密度的运用遗留土壤数据(Vanguelova et al . 2016年)是一个著名的不确定性来源遗留土壤数据与遥感数据相结合。在我们的研究中,SOC采样点被波兰人,明显可以发现只有25%的情况下,和偏差的理论坐标量化了GPS / GNSS技术的使用。然而,森林覆盖下的GPS / GNSS高程测量是高度不确定的。因此,一个永久的标记是首选的最优的x, y, z森林覆盖下定位。正确运用SOC采样站点和呼吸测量站点显示影响的结果,gydF4y2Ba图7gydF4y2Ba(即。,the24公斤C米gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}观察是一个潜在的离群值,比较忽略的点的影响gydF4y2Ba图7 a, BgydF4y2Ba)。链接,使用建模的SOC值而不是一个测量值每公斤呼吸率翻了一番C,和建模人员都应该意识到更窄的范围的预测值经常在嘈杂的数据。更多的土壤呼吸数据从泥炭土壤以及水位和氧化还原测量加强我们的结论是,放弃似乎会导致失去遗产SOC的研究。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

第一次在这里,我们可以一起探索高分辨率DEM的适用性连续测量定位内陆湿地土壤矿物的呃,SOC股票和土壤呼吸。土壤有机碳的积累和整个森林土壤呼吸变化网站由于地方和季节性土壤水分饱和结合地形引起的抑郁症和横向水流由于低孔隙度的Bt视野和紧凑的钙质到C的地平线。在本网站“满水槽”算法,使用DEM坡度和海拔0.4米像素大小是有用的预测的内陆湿地土壤矿物高有机碳储量及呃在作物生长季节的转变。年度土壤呼吸是与SOC股票通过高程、坡度和地形萧条,和在TDs升高导致净亏损0.23±0.10公斤C mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}这里,接近IPCC排放因子对排水在温带森林土壤有机。低嗯下面20厘米土壤深度表明SOC深度超过20厘米SOC丰富地区可能是导致土壤呼吸在低水位在夏天和秋天。民主党铁棒和嗯测量备份的数据表明厌氧土壤深度提供选择量化土壤好氧/厌氧过程的时空范围内陆湿地土壤矿物,因此土壤环境,控制土壤和大气之间的温室气体交换。准确georeferences采样网格的SOC是高分辨率的问题,所以是构件(如沟渠、车轮轨道和树桩,应该在今后的研究学习。gydF4y2Ba

数据可用性声明gydF4y2Ba

本研究的数据集生成和分析可以发现CURIS库在哥本哈根大学的。访问,请联系相应的作者。gydF4y2Ba

作者的贡献gydF4y2Ba

IC、KL和LV构思。集成电路收集呃,铁棒和地图数据,分析数据,起草。MV和原发性高血压是辅助测量设备和指导。所有作者写作本文。gydF4y2Ba

在地图和照片文件。gydF4y2Ba

资金gydF4y2Ba

项目从丹麦欣然承认资助委员会独立研究|自然科学(DFF - 1323 - 00182)。项目(2013 - 2016年:应用程序分区森林生态系统呼吸的小说同位素激光光谱学,π金正日Pilegaard Andreas Ibrom,导航系统gydF4y2Bahttps://www.icos-cp.eu/gydF4y2Ba]gydF4y2Ba从丹麦创新基金和FACCE ERA-GAS[项目发明,2017 - 2020年我参考7108 - 00003 b)。gydF4y2Ba

的利益冲突gydF4y2Ba

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

丹麦Stiftelsen Sorø学会感激地感谢给予访问森林面积。gydF4y2Ba

补充材料gydF4y2Ba

本文的补充材料在网上可以找到:gydF4y2Bahttps://www.雷竞技rebatfrontiersin.org/articles/10.3389/ffgc.2020.563355/full补充材料gydF4y2Ba

引用gydF4y2Ba