Assessing the effects of agricultural management on nitrous oxide emissions using flux measurements and the CAN-DNDC model.

Uzoma, K.C., Smith, W.N., Grant, B.B., Desjardins, R.L., Gao, X., Hanis, K., Tenuta, M., Goglio, P., et Li, C. (2015). « Assessing the effects of agricultural management on nitrous oxide emissions using flux measurements and the CAN-DNDC model. », Agriculture, Ecosystems and Environment, 206, p. 71-83. doi : 10.1016/j.agee.2015.03.014  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Les modèles biogéochimiques sont des outils utiles pour intégrer les effets des pratiques agricoles sur les émissions de gaz à effet de serre (GES), mais ils souffrent souvent d’une représentation des mesures incomplète dans le temps et l’espace. De plus, il manque souvent toute une série de mesures de paramètres accessoires nécessaires pour comprendre et valider les processus édaphiques responsables des émissions de GES. Cette étude constitue un rare cas où des mesures en continu des émissions de N2O (par une technique du gradient de flux) sur sept ans et des mesures d’une bonne série de paramètres accessoires ont été utilisées pour évaluer la capacité du modèle DNDC à estimer les émissions de N2O pour différentes régies de culture. L’analyse montre que le modèle a estimé la teneur en eau du sol plus précisément pour les années normales et humides (erreur relative moyenne [ERM] = 3,4 %) que pour les années sèches (ERM = 11,5 %), ce que nous attribuons à l’incapacité du modèle à caractériser l’écoulement préférentiel épisodique par les fissures dans l’argile. Le modèle a bien estimé la teneur du sol en N minéral sous différentes régies de culture (ERM = 2 %). Le modèle a rendu compte des différences relatives dans les émissions de N2O entre un système de cultures annuelles (mesurées : 35,5 kg N‑N2O ha‑1, modélisées : 30,1 kg N‑N2O ha‑1) et un système de cultures annuelles‑pérennes (mesurées : 26,6 kg N‑N2O ha‑1, modélisées : 21,2 kg N‑N2O ha‑1) sur la période de sept ans, mais a surestimé les émissions pour la production de luzerne et les a sous‑estimées pour les cultures fertilisées à l’ammoniac anhydre au printemps. Les prévisions du modèle étaient comparables aux émissions totales mesurées de N2O (ERM = −11 %), tandis que la comparaison entre les émissions calculées selon la méthode de niveau 2 du GIEC et les émissions mesurées (ERM = ‑75 %) a illustré les forces d’une approche mécaniste pour caractériser les facteurs propres au site qui déterminent les émissions de N2O. En résumé, l’étude a démontré les avantages de jumeler des mesures quasi continues des flux de GES et des mesures détaillées de paramètres accessoires pour déterminer les interactions des processus édaphiques qui régissent les émissions de GES.

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