Environmental controls of winter soil carbon dioxide fluxes in boreal and tundra environments
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. The carbon cycle in Arctic–boreal regions (ABRs) is an important component of the planetary carbon balance, with growing concerns about the consequences of ABR warming for the global climate system. The greatest uncertainty in annual carbon dioxide (CO2) budgets exists during winter, primarily due to challenges with data availability and limited spatial coverage in measurements. The goal of this study was to determine the main environmental controls of winter CO2 fluxes in ABRs over a latitudinal gradient (45∘ to 69∘ N) featuring four different ecosystem types: closed-crown coniferous boreal forest, open-crown coniferous boreal forest, erect-shrub tundra, and prostrate-shrub tundra. CO2 fluxes calculated using a snowpack diffusion gradient method (n=560) ranged from 0 to 1.05 g C m2 d−1. To assess the dominant environmental controls governing CO2 fluxes, a random forest machine learning approach was used. We identified soil temperature as the main control of winter CO2 fluxes with 68 % of relative model importance, except when soil liquid water occurred during 0 ∘C curtain conditions (i.e., Tsoil≈0 ∘C and liquid water coexist with ice in soil pores). Under zero-curtain conditions, liquid water content became the main control of CO2 fluxes with 87 % of relative model importance. We observed exponential regressions between CO2 fluxes and soil temperature in fully frozen soils (RMSE=0.024 gCm-2d-1; 70.3 % of mean FCO2) and soils around the freezing point (RMSE=0.286 gCm-2d-1; 112.4 % of mean FCO2). FCO2 increases more rapidly with Tsoil around the freezing point than at Tsoil<5 ∘C. In zero-curtain conditions, the strongest regression was found with soil liquid water content (RMSE=0.137 gCm-2d-1; 49.1 % of mean FCO2). This study shows the role of several variables in the spatio-temporal variability in CO2 fluxes in ABRs during winter and highlights that the complex vegetation–snow–soil interactions in northern environments must be considered when studying what drives the spatial variability in soil carbon emissions during winter.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».