Soil heterotrophic respiration as a function of water content and temperature in a mechanistic pore-scale model
Notice bibliographique
Résumé
Soil heterotrophic respiration has been considered as a key source of CO2 flux into the atmosphere and thus plays an important role in global warming. Although the relationship between soil heterotrophic respiration and soil water content has been frequently studied both theoretically and experimentally, model development has thus far been empirically based. Empirical models are often limited to the specific condition of their case studies and cannot be used as a general platform for modeling. Moreover, it is difficult to extend the empirical models by theoretically defined affinities to any desired degree of accuracy. As a result, it is of high priority to develop process-based models that are able to describe the mechanisms behind this phenomenon with more deterministic terms. Here we present a mechanistic, mathematically-driven model that is based on the common geometry of a pore in porous media. Assuming that the aerobic respiration of bacteria requires oxygen as an electron acceptor and dissolved organic carbon (DOC) as a substrate, the CO2 fluxes are considered a function of the bioavailable fraction of both DOC and oxygen. In this modeling approach, the availability of oxygen is controlled by its penetration into the aquatic phase through the interface between air and water. DOC on the other hand is only available to a section of the soil that is in contact with water. As the water saturation in the pore changes, it dynamically and kinematically impacts these interfaces through which the mass transfer of nutrients occurs, and therefore the CO2 fluxes are directly controlled by water content. We showcased the model applicability on several case studies and illustrated the model capability in simulating the observed microbial respiration rates versus the soil water contents. Furthermore, we showed the model potential to accept additional physically-motivated parameters in order to explain respiration rates in frozen soils or at different temperatures.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».