Simulating the spatial variability of nitrous oxide emission from cropped soils at the within-field scale using the NOE model.

Grossel, A., Nicoullaud, B., Bourennane, H., Rochette, P., Guimbaud, C., Chartier, M., Catoire, V., et Hénault, C. (2014). « Simulating the spatial variability of nitrous oxide emission from cropped soils at the within-field scale using the NOE model. », Ecological Modelling, 288, p. 155-165. doi : 10.1016/j.ecolmodel.2014.06.007  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

L’estimation des émissions totales de N2O provenant des sols agricoles soulève beaucoup d’incertitude en raison de la très grande variabilité spatiale des flux. La caractérisation de la plage de variations présente donc un grand intérêt. La modélisation des flux de N2O demeure difficile, particulièrement à l’intérieur d’un champ. Notre objectif était d’évaluer la capacité d’un modèle simple fondé sur les processus, le modèle NOE (pour Nitrous Oxide Emission, ou émission d’oxyde nitreux), à simuler les émissions de N2O à des échelles plus fines que celle du champ. Nous avons réalisé six études au champ, comprenant 30 à 49 mesures des flux de N2O et de variables accessoires au moyen d’enceintes, dans un champ d’orge et de blé comportant des sols hydromorphes. Trois études ont porté sur des superficies de ~10 m2 (échelle locale), les trois autres ayant été menées le long d’un transect de 150 m (échelle du transect). Le modèle a d’abord été mis à l’essai de manière déterministe pour la prédiction de la variation spatiale des flux, c’est­à­dire pour la reproduction des points de flux élevé. Nous avons ensuite évalué le volet dénitrification du modèle de manière stochastique pour la simulation des distributions de flux, en produisant aléatoirement des variables d’entrée à partir des distributions de fréquences mesurées (simulation de Monte Carlo). Les flux mesurés variaient entre 0 et 1,5 mg N h-1 m-2. Les résultats de la prédiction déterministe des variations spatiales présentaient une bonne concordance avec les données mesurées dans 1 des 6 cas étudiés (à l’échelle du transect). Nous avons déterminé que la dénitrification était la principale source de N2O dans 5 des 6 cas étudiés, et le modèle a simulé adéquatement les distributions de fréquences dans 4 cas sur 5, dont 2 à l’échelle locale et 2 à l’échelle du transect. Il semblerait donc qu’on puisse utiliser des modèles simples fondés sur les processus, comme le modèle NOE, combinés à la méthode de Monte Carlo, pour améliorer la simulation des distributions asymétriques de fréquences des flux de N2O et obtenir de l’information utile sur la plage de variations spatiales des flux de N2O.

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