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고상한 능력이있는 3D 혼합 모델을 사용하여 산악 아열대의 토양 유기 탄소 스톡

한 번 원격 지역의 새로운 시장 접근은 산악 아열대 지역에서 농업 생산을 증가시켰다. 그러한 경관의 급속한 변화에서, 토양 자원은 종종 놀라운 속도로 손실됩니다.

중국의 윈난성에서 270km² (22 ° 11 ′ N, 100 ° 39 ′ E)의 면적이있는 나반 보호 구역도 예외는 아닙니다. 해발 600 ~ 2000m의 고도 구배가 포함됩니다. 지난 수십 년 동안이 지역은 전통적인 쌀두와 슬래시 및 화상 농업에서 설탕 지팡이, 옥수수, 고무의 도입에 대한 농업 생산의 강력한 강화를 경험해 왔습니다 (Liu et al., 2015). 이 새로운 토지 사용은 종종 자국 또는 2 차 산림 지역과 비교적 저 강도 관목을 가끔 자르기로 대체했습니다. 이 토지 이용 변화는 종종 지상 탄소 주식의 손실을 동반합니다. 이러한 새로운 토지 사용의 많은 부분이 지역 토양에 훨씬 더 집중적이고 방해가된다는 사실이 더욱 중요합니다. 그러므로 토양은 종종 상당한 양의 유기물을 잃어 버리고 있으며 침식에 훨씬 더 쉽습니다. 이것은 토양 비옥도와 토양 자원의 손실을 매우 빠르게 악화시킬 수 있습니다.

따라서 고해상도로 조경 수준에서 토양 자원의 변화를 모니터링하는 것이 중요합니다. 이를 위해서는 디지털 토양 매핑이 필요합니다. 디지털 맵을 만드는 데 사용되는 일부 모델링 접근법은 중요한 토양 특성을 연결합니다 (예 :토양 탄소 주식, 토지 이용 또는 경사의 가파른 환경 요인에. 지도를 사용하여 시간이 지남에 따라 토양 특성의 변화를 추정하는 데 사용될 수 있지만 환경 요인과의 연결은 토양 보존 토지 사용 및 특별한 취약성 영역을 식별하는 데 도움이됩니다. 이것은 보존 조치를 구현 해야하는 가능한 핫스팟 영역을 식별하는 데 도움이됩니다.

통계적 혼합 모델은이 두 가지 목표를 달성하기가 쉽고 간단한 방법이며 깊이로 토양 특성의 변화를 모델링 할 수 있습니다. 따라서 효과적인 3D 토양 매핑 도구입니다. 또한 환경 적 요인이 비슷한 경우 주변 영역이 클수록 결과를 높일 수 있습니다. 우리는 Naban Reserve 내에서 단지 43km²의 작은 집수에서 나온 토양 프로파일의 데이터를 사용하여 전체 예비군의 깊이에 대한 토양 유기 탄소 함량 및 재고지도를 만드는 데 사용될 수 있음을 보여주었습니다. 지형이 어려운 지형으로 인해 샘플링 설계를 조정해야했지만 원격 지역에 대해 약간 편향되어 있었음에도 불구하고 결과는 매우 유망했습니다. 통계 모델을 사용하면 사용자 정의 정확도 (일반적으로 95% 신뢰도로 설정)로 각 위치의 실제 값을 포괄하는 토양 특성에 대한 예측 간격을 만들 수도 있습니다.

통계 혼합 모델은 또한 토양 특성을 환경 요인과 연결한다는 이점이 있습니다. 이를 통해 산림, 고무 및 관목과 같은 Naban Reserve의 다년생 토지 사용은 논 또는 옥수수와 같은 연간 토지 사용보다 훨씬 높은 탄소 재고를 가졌다는 것이 입증되었습니다. 평균 연간 온도와 밀접한 관련이있는 부지의 상승은 또한 매우 큰 영향을 미쳤습니다.

새로 제안 된 3 차원 통계 혼합 모델 접근법은 대부분의 확립 된 매핑 기술보다 우수하며, 이는 인공적으로 창조 된 동일한 크기 깊이 간격 (예 :0-5 cm, 5-15 cm, 60-100 cm)을 모델링하는 데 의존합니다. 혼합 모델 접근법은 적용하기 쉽고, 그 결과는 Brus et al. (2016)의 3D Kriging 접근법과 같은보다 복잡한 3D 지질 측정 모델과 경쟁합니다. 다른 많은 맵핑 기술과 비교할 때, 그것은 상향화 될 수 있다는 이점이 추가되었습니다.

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참조 :

  1. Brus, D.J., Yang, R.-M., Zhang, G.-L., 2016. 토양 유기 탄소의 3 차원 지구 기신 적 모델링 :중국 Qilian Mountains의 사례 연구. Catena 141, 46–55. doi :10.1016/j.catena.2016.02.016
  2. Liu, S., An, N., Yang, J., Dong, S., Wang, C., Yin, Y., 2015. 중국의 윈 난 지방 남서부의 산악 환경에서 다양한 토지 사용 유형과 관련된 토양 유기물 변동성 예측. Catena 133, 137–144. doi :10.1016/j.catena.2015.05.010

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