Multi‐Domain Reactive Transport Modeling of GHG Emissions From Macroporous Agricultural Soils With a Focus on N <sub>2</sub> O Hotspots and Hot Moments
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Agricultural soils significantly contribute to greenhouse gas (GHG) emissions, influencing global climate change through natural microbial processes and human activities. Soil structure plays a crucial role in regulating these processes, especially in driving the formation of GHG hotspots and hot moments. We developed a new multi‐domain reactive transport model to assess the mechanisms governing GHG emissions from macroporous agricultural soils, focusing on N 2 O hotspots and hot moments. The multi‐domain model adequately reproduced observed soil moisture, pore gas O 2 and GHG levels, and short‐ and long‐term fluxes at an experimental site in eastern Ontario, Canada, outperforming other modeling approaches (i.e., uniform and dual porosity/permeability models). Building on the calibrated model, we focused on investigating the development of N 2 O hotspot and hot moments. While consistent with conventional assumptions that N 2 O production is concentrated in organic soils and subsoils, our results further reveal the fine‐scale spatiotemporal variability of hotspots driven by localized variations in moisture, anaerobic conditions, and nutrient and organic carbon availability. N 2 O hot moments occurring during periods of heavy rainfall were closely linked with N 2 O hotspots in organic soils. A combination of sensitivity analysis and structural equation modeling suggests that the formation of N 2 O hotspots and hot moments is strongly influenced by physical and geochemical parameters, such as immobile matrix radius, gas saturation within the mobile matrix, and the ratio of N 2 O production to consumption. While aligning with field data, the model's complexity poses challenges, including non‐uniqueness due to uncertain inputs, subdomain characterization, and gas/solute transfer between the subdomains. Nevertheless, the multi‐domain model provides valuable insights that can guide future research into how complex soil structural characteristics influence GHG cycling and emissions from agricultural soils.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».