Relationship between soil CO2 fluxes and soil moisture: Anaerobic sources explain fluxes at high water content
Notice bibliographique
Résumé
Soil moisture is a known environmental factor influencing carbon dioxide (CO2) emissions and therefore represents an important variable in predictive models. Establishing relationships between soil CO2 emissions and soil moisture has long focused on the role of soil organic carbon mineralization by aerobic respiration. This approach, which generally yields a bell-shaped relationship establishing maximum CO2 production at moderate soil moisture, ignores anaerobic processes as a potential source of CO2. To decouple the effects of soil moisture and O2, we conducted a factorial batch experiment by incubating soil samples at different imposed moisture contents (30%, 45%, 65%, 80%, and 100% water-filled pore space; WFPS) at 25 °C, under both oxic (normal air) and anoxic (N2 atmosphere) headspace conditions. Gas fluxes measured in the oxic incubations show that CO2 fluxes were maximal (31.2 ± 1.8 nmol cm−3 soil hr-1) at moderate moisture content (65% WFPS), as commonly reported. However, contrary to previous models that predict negligible CO2 fluxes under fully saturated conditions due to O2 limitation, substantial fluxes of CO2 (18.1 ± 2.2 nmol cm−3 soil hr-1) were measured at 100% WFPS. In the anoxic treatments, CO2 fluxes rose sharply when the moisture content exceeded 65% WFPS, with values at 100% saturation (21.8 ± 2.2 nmol cm−3 soil hr-1), close to the corresponding fluxes in the oxic incubations. Methane (CH4) fluxes in the anoxic incubations increased over time, ultimately reaching parity with the CO2 fluxes at 100% WFPS. To reproduce the soil moisture dependence of the CO2 fluxes, we propose a kinetic model representing both aerobic and anaerobic CO2 production. Together, the gas flux measurements, porewater geochemistry data, and modeling results indicated that at soil moisture contents approaching saturation (≥90%), anaerobic processes were the major source of CO2 in the oxic incubations. Overall, we conclude that existing models may underrepresent soil CO2 production at high soil moisture by not considering anaerobic reaction pathways releasing CO2.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».