Моделирование диффузии газов в агрегированных почвах

Сельскохозяйственные почвы вносят вклад в 16% от общего объема выбросов парниковых газов, особенно закиси азота (N₂O). Перенос газов в подповерхностном слое и эмиссия через границу почва-атмосфера контролируются в основном диффузией, которая описывается параметром газовой диффузивности почвы. Поскольку экспериментальное определение этого параметра требует дорогостоящего оборудования и трудоемких лабораторных измерений, для его оценки по легко измеряемым свойствам (общая пористость и содержание воздуха) обычно используют прогностические модели.

В недавно опубликованной статье в журнале Soil Science Society of America Journal исследователи представили новую модель газовой диффузивности почвы. Эта двухрегиональная модель была разработана на основе экспериментальных данных по газовой диффузивности, полученных для двух сельскохозяйственных почв в Перадении (Шри-Ланка) при различной плотности.

Ученые установили, что поровое пространство сельскохозяйственных почв демонстрирует два различных типа пор: меж- и внутриагрегатные. Таким образом, оно имеет бимодальную структуру. Разработанная в исследовании двухрегиональная модель адекватно параметризует и описывает газовую диффузивность в выбранных бимодальных почвах, превосходя по точности традиционные модели.

Созданная двухрегиональная модель предоставляет инструмент для точной оценки газовой диффузии в агрегированных почвах. Это позволяет лучше количественно оценивать газообмен между почвой и атмосферой при различных способах землепользования и управления водными ресурсами.