Etude du rle de la paramtrisation du bilan hydrologique sur la phnologie

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Etude du rôle de la paramétrisation du bilan
hydrologique sur la phénologie et les bilans de
carbone
Résultats du stage de DEA de Sandie
Bousquet Rapport http//www.ipsl.jussieu.fr/s
sipsl/act/Sandie.Bousquet_rapport.DEA.pdf
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Processus contrôlés par létat hydrique du sol
Disponibilité en eau du sol
Humidité relative de la litière et du sol
Mode dallocation des photosynthétats
Photosynthèse
LAI
Décomposition de la litière et de la matière
organique du sol (respiration hétérotrophe)
Qualité du matériel végétal
Conductance stomatique
Transpiration
Processus déterminés dans SECHIBA
Processus déterminés dans STOMATE
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Jeu de données issu du projet Fluxnet

• Forçage climatique FLUXNET
• Données dévaluation issues de mesures sur site
• Rayonnement net
• Flux de chaleur sensible
• Flux de chaleur latente
• Productivité primaire nette de lécosystème
  (NEEGPP-Respiration)
• Productivité primaire brute du couvert (GPP)
• Sites présentés
• Soroe (Danemark) forêt tempérée de feuillus
  décidus
• Castelporziano (Italie) forêt tempérée de
  feuillus sempervirens
• Gunnarscholt (Islande) forêt boréale de
  feuillus décidus

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Méthodologie de létude

• Deux simulations par sites
• avec version standard de SECHIBA
• avec nouvelle version de SECHIBA

Comparaison des résultats entre eux et avec les
données dévaluations
2. Effets de la nouvelle
paramétrisation de lhydrologie sur les
composantes du cycle du carbone
(mécanismes dinteraction entre cycle de leau
et cycle du carbone)?
1. Meilleure représentation des processus
relatifs au cycle de leau et au cycle du
carbone?
qualité de représentation indice de recouvrement
variable
observations simulation
temps
5
Qualité de représentation

• Tendance générale meilleure représentation
• 
  

Flux latent
GPP
NEE
SO
CP
GU
SO
SO
CP
GU
CP
GU

Indices de recouvrement SO Soroe
forêt tempérée décidue CP Castelporziano forêt
tempérée sempervirens GU Gunnarscholt forêt
boréale décidue
Version standard de SECHIBA
Nouvelle version de SECHIBA
6
Qualité de représentation

• meilleure représentation en période stress
  hydrique sur sites tempérés
• 
  

Flux latent
GPP
NEE
SO
CP
SO
CP
SO
CP

• meilleure représentation du flux de
• chaleur latente hors période végétative
• 
  

Indices de recouvrement SO Soroe
tempérée décidue CP Castelporziano tempérée
sempervirens GU Gunnarscholt boréale décidue

Flux latent
du à moindre évaporation du sol nu
Version standard de SECHIBA
Nouvelle version de SECHIBA
SO
GU
7
Effets de la nouvelle paramétrisation sur les
flux de carbone
Disponibilité en eau du sol
Productivité primaire brute (GPP) (gC/m²)

• Stress hydrique plus marqué meilleure
  représentation GPP
• Stress hydrique ponctuellement fort
  chute excessive
• qualité des données dévaluation (GPP pas
  observable)?
• lien entre stress hydrique et GPP?
• 
  
• Indices de recouvrement (Hydro1 version
  standard SECHIBA Hydro2 nouvelle version)

Soroe (1997)
observations version standard de SECHIBA
nouvelle version de SECHIBA
8
Effets de la nouvelle paramétrisation sur les
flux de carbone
Humidité relative de la litière
Respiration hétérotrophe (gC/m²)
NEE (gC/m²)
Castelporziano année 1997
observations version standard de
SECHIBA nouvelle version de SECHIBA
biomasse
litière
réservoir sol
9
Effets de la nouvelle paramétrisation sur les
flux de carbone
Disponibilité en eau du sol
Respiration hétérotrophe (gC/m²)
Allocation photosynthétats racines fines - bois
Teneur en lignine
Soroe (1997)
Version standard de SECHIBA Nouvelle
version de SECHIBA
Activité des décomposeurs

• suite à apport biomasse sénescente (fin période
  végétative) prédominance contrôle par qualité
  litière vs humidité relative litière
• 
  
• Indices de recouvrement (Hydro1 version
  standard SECHIBA Hydro2 nouvelle version)

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CONCLUSION

• En condition dinteraction entre cycle de leau
  et cycle du carbone, à échelle locale
• nouvelle paramétrisation de lhydrologie
• assèche le sol
• limite évapotranspiration
• ralentit la dynamique du carbone
• Meilleure représentation des processus de surface
  (flux de chaleur latente, productivité primaire
  nette de lécosystème)

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Simulations à léchelle globale SECHIBA
STOMATE 4 4 Equilibre carbone non atteint Pas
de routage Temps de calcul CWRR
2Choisnel Climat ECMWF moyen générateur de
temps
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Hydrologie Choisnel
Evaporation totale en Juillet
Hydrologie CWRR
13
Evaporation totale en Juillet différences
Choisnel - CWRR
14
Hydrologie Choisnel
GPP intégrale annuelle sur tous les PFTs
Hydrologie CWRR
15
GPP Différence Choisnel CWRR intégrale
annuelle sur tous les PFTs
GPP Choisnel lt GPP CWRR
16
GPP Différence Choisnel CWRR intégrale
annuelle sur tous les PFTs
GPP Choisnel gt GPP CWRR
17
LAI en Juillet Tropical Broad-leaved evergreen
Hydrologie Choisnel
Hydrologie CWRR
18
LAI en Juillet Tropical Broad-leaved raingreen
Hydrologie Choisnel
Hydrologie CWRR
19
LAI en Juillet Herbacées C3
Hydrologie Choisnel
Hydrologie CWRR