Простые педотрансферные функции для инициализации реактивных углеродных пулов модели RothC

Резюме: Моделирование оборота углерода широко используется для оценки изменений запасов почечного (почвенного) углерода в ответ на изменение климата и землепользования. Модели оборота углерода всё чаще применяются не только в точечном масштабе, но и на региональном и континентальном уровнях, и модель Rothamsted Carbon Model (RothC) широко используется благодаря своей простоте и лёгкости реализации. Для инициализации модели RothC необходимы данные о размерах углеродных пулов. Характеризация размеров пулов может быть получена либо с помощью физической фракционизации, либо в результате прогонов модели до равновесия, но оба подхода трудоёмки и отнимают много времени, особенно для моделирования в большом масштабе. В этом исследовании представлена педотрансферная функция (PTF) для оценки всех активных углеродных пулов модели RothC. В качестве независимых переменных требуются только общее содержание органического углерода (TOC) и содержание глины — параметры, которые легко доступны в большинстве случаев. Для валидации PTFs запас устойчивого растительного материала (resistant plant material, RPM), оценённый методом физической фракционизации почв разных типов, был предсказан с коэффициентом детерминации R2 = 0,70. На втором этапе были проанализированы связанные ошибки, вносимые использованием PTF, с помощью моделирования в течение 100 лет. Модель инициализировали либо углеродными пулами, извлечёнными физической фракционизацией, либо PTF. Максимальные относительные отклонения TOC были невелики (<9%) и снизились до <4% через 100 лет. Абсолютные ошибки находились в пределах погрешности измерения органического углерода почвы. Следовательно, мы предлагаем использовать PTF для инициализации модели RothC всякий раз, когда физическая фракционизация невозможна или прогон до равновесия считается слишком трудоёмким.