Mapeo de alta resolución del carbono orgánico del suelo de tierras de cultivo en el norte de China
Autores: Wang, Rui; Du, Wenbo; Li, Ping; Yao, Zelong; Tian, Huiwen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Mapeo de alta resolución del carbono orgánico del suelo de tierras de cultivo en el norte de China
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Mapeo
Carbono orgánico del suelo
Tierras de cultivo
Manejo agrícola
Cambio climático
Propiedades del suelo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Mapear la dinámica espaciotemporal de alta precisión del carbono orgánico del suelo (SOC) en tierras de cultivo es crucial para mejorar la fertilidad del suelo y la captura de carbono, y garantizar la seguridad alimentaria. Realizamos encuestas de campo y recolectamos 1121 muestras de suelo de tierras de cultivo en Changzhi, norte de China, en 2010 y 2020. Modelos de Bosque Aleatorio (RF) combinados con 19 covariables ambientales se utilizaron para mapear el SOC del suelo superficial (0-20 cm) en 2010 y 2020, y se utilizaron mapas de incertidumbre para calcular los cambios dinámicos en el SOC de las tierras de cultivo entre 2010 y 2020. Finalmente, se emplearon RF y Modelado de Ecuaciones Estructurales (SEM) para explorar los efectos del clima, la vegetación, la topografía, las propiedades del suelo y el manejo agrícola en la variación del SOC en tierras de cultivo. En comparación con el modelo de predicción que solo utiliza variables naturales (RF_C), el modelo que incorpora el manejo agrícola (RF_A) mejoró significativamente la precisión de la simulación del SOC. El coeficiente de determinación (R) aumentó de 0,77 a 0,85, mientras que el Error Cuadrático Medio (RMSE) disminuyó de 1,74 a 1,53 g kg, y el Error Absoluto Medio (MAE) se redujo de 1,10 a 0,94 g kg. La incertidumbre en nuestras predicciones fue baja, con un valor promedio de solo 0,39-0,66 g kg. De 2010 a 2020, el SOC en las tierras de cultivo de Changzhi mostró una tendencia general al aumento, con un incremento promedio de 1,57 g kg. El cambio climático, el manejo agrícola y las propiedades del suelo influyen fuertemente en la variación del SOC. La precipitación media anual (MAP), la condición de drenaje (DC) y la productividad primaria neta (NPP) fueron los principales impulsores de la variabilidad del SOC. Nuestros hallazgos resaltan la efectividad del manejo agrícola para predecir el SOC en tierras de cultivo. En general, el estudio confirma que un mejor manejo agrícola tiene un gran potencial para aumentar las reservas de carbono del suelo, lo que puede contribuir al desarrollo agrícola sostenible.
Descripción
Mapear la dinámica espaciotemporal de alta precisión del carbono orgánico del suelo (SOC) en tierras de cultivo es crucial para mejorar la fertilidad del suelo y la captura de carbono, y garantizar la seguridad alimentaria. Realizamos encuestas de campo y recolectamos 1121 muestras de suelo de tierras de cultivo en Changzhi, norte de China, en 2010 y 2020. Modelos de Bosque Aleatorio (RF) combinados con 19 covariables ambientales se utilizaron para mapear el SOC del suelo superficial (0-20 cm) en 2010 y 2020, y se utilizaron mapas de incertidumbre para calcular los cambios dinámicos en el SOC de las tierras de cultivo entre 2010 y 2020. Finalmente, se emplearon RF y Modelado de Ecuaciones Estructurales (SEM) para explorar los efectos del clima, la vegetación, la topografía, las propiedades del suelo y el manejo agrícola en la variación del SOC en tierras de cultivo. En comparación con el modelo de predicción que solo utiliza variables naturales (RF_C), el modelo que incorpora el manejo agrícola (RF_A) mejoró significativamente la precisión de la simulación del SOC. El coeficiente de determinación (R) aumentó de 0,77 a 0,85, mientras que el Error Cuadrático Medio (RMSE) disminuyó de 1,74 a 1,53 g kg, y el Error Absoluto Medio (MAE) se redujo de 1,10 a 0,94 g kg. La incertidumbre en nuestras predicciones fue baja, con un valor promedio de solo 0,39-0,66 g kg. De 2010 a 2020, el SOC en las tierras de cultivo de Changzhi mostró una tendencia general al aumento, con un incremento promedio de 1,57 g kg. El cambio climático, el manejo agrícola y las propiedades del suelo influyen fuertemente en la variación del SOC. La precipitación media anual (MAP), la condición de drenaje (DC) y la productividad primaria neta (NPP) fueron los principales impulsores de la variabilidad del SOC. Nuestros hallazgos resaltan la efectividad del manejo agrícola para predecir el SOC en tierras de cultivo. En general, el estudio confirma que un mejor manejo agrícola tiene un gran potencial para aumentar las reservas de carbono del suelo, lo que puede contribuir al desarrollo agrícola sostenible.