Recherche de J. Chen

Qu’est-ce que la Productivité Primaire Nette (BNP)?

La centrale nucléaire est un paramètre utilisé pour quantifier le taux net d’absorption du carbone par les plantes vivantes. La centrale nucléaire est la différence entre la photosynthèse des plantes et la respiration qui libère une partie du carbone absorbé, c’est-à-dire

NPP= Taux de photosynthèse – Taux de respiration des plantes

(exprimé en unités de gramme de carbone/ mètre carré / an)

Pourquoi la centrale nucléaire est-elle importante?

1. La centrale nucléaire est une mesure de la croissance des plantes. Il fournit des informations quantitatives hautement synthétisées pour une gestion durable des ressources.
2. La centrale nucléaire est une composante importante du cycle du carbone de la biosphère, qui est un aspect important des études mondiales sur le changement climatique, c’est-à-dire,

Flux net de carbone vers/depuis les écosystèmes terrestres (NEP) = Centrale nucléaire – Respiration du sol (gramme de carbone/ mètre carré/an)

Comment la centrale nucléaire est-elle estimée à la TRTS?

Un modèle informatique basé sur les processus, le Simulateur de productivité de l’écosystème boréal (BEPS) de la figure 1, a été développé pour imiter la croissance des plantes et fournir des estimations de la centrale nucléaire. BEPS calcule, par étapes quotidiennes : bilan hydrique du sol, conductance stomatique, indice de surface foliaire éclairée et ombragée, photosynthèse brute foliaire éclairée et ombragée, photosynthèse totale brute de la canopée, respiration d’entretien et de croissance des feuilles, des tiges et des racines. Il produit la centrale nucléaire, l’évapotranspiration et d’autres paramètres d’intérêt.

Ces valeurs peuvent être calculées pour des peuplements individuels ou des surfaces plus grandes. Dans la mise en œuvre actuelle, les résultats BEPS sont fournis pour chaque 1 km2 (100 hectares) du Canada dans la figure 2 en raison de la résolution des données satellitaires. À l’avenir, nous prévoyons calculer des estimations pancanadiennes avec une meilleure résolution, entre 6 et 25 hectares.

Les entrées de télédétection pour les BEPS sont l’indice de surface foliaire (LAI) (intervalles de 10 jours) et la couverture terrestre (annuelle). Les entrées météorologiques comprennent les valeurs quotidiennes de la température maximale et minimale de l’air, du rayonnement solaire total, de l’humidité moyenne et des précipitations totales. Les données sur le sol utilisées sont la capacité disponible en eau du sol (ou la texture du sol). Les données météorologiques et les données sur le sol sont quadrillées avec la même résolution et la même projection cartographique que les entrées de télédétection.

Quels sont les avantages du BEPS ?

1. A permis la production de la toute première carte des centrales nucléaires au-dessus du Canada à une résolution de 1 km dans la figure 2.
2. Les données satellitaires sont utilisées pour fournir des informations sur la couverture terrestre et la variation saisonnière de la surface foliaire.
3. La photosynthèse de la canopée est calculée à l’aide du modèle de Farquhar au niveau des feuilles après une mise à l’échelle spatiale à la canopée et une intégration temporelle à un jour. La mise à l’échelle spatiale est réalisée à l’aide d’une méthode de séparation des feuilles ombragées par le soleil. L’intégration quotidienne est obtenue en tenant compte de la variabilité diurne des conditions météorologiques. Une solution analytique à une intégration quotidienne simplifiée du modèle de Farquhar est dérivée et utilisée dans BEPS. Les effets non linéaires de ces conditions sur l’absorption de dioxyde de carbone nous ont empêchés d’utiliser des moyennes arithmétiques quotidiennes. Le modèle simple de photosynthèse à grandes feuilles a été abandonné dans la version récente de BEPS en raison de son incapacité à prendre en compte les effets non linéaires des conditions météorologiques sur la photosynthèse.
4. L’évapotranspiration est calculée à l’aide du modèle de Penman-Monteith, mais le calcul de la conductance de la canopée est modifié pour tenir compte de l’effet non linéaire du rayonnement sur la conductance stomatique dans les calculs de pas quotidiens.
5. Les effets de l’architecture distincte de la canopée sur l’absorption du rayonnement et la séparation des feuilles ombragées par le soleil sont pris en compte grâce à l’utilisation d’un indice d’agglutination simple.

L’indice a été dérivé des mesures de TRAC.

Pourquoi utiliser les données satellitaires ?

1. Couverture rapide de vastes zones
2. Détection des variations inter-saisonnières et inter-annuelles
3. Qualité constante des données
4. Aucun dommage aux plantes
5. Rentabilité

Validons-nous les cartes des centrales nucléaires?

Oui. La validation a d’abord été effectuée à l’aide de données sur la biomasse des parcelles du Québec converties en centrales nucléaires. Récemment, une validation détaillée a été effectuée à l’aide des données de l’Étude de l’écosystème boréal-Atmosphère (BOREAS) dans les figures 3 et 4. En utilisant des mesures simultanées du flux de dioxyde de carbone au-dessus et au-dessous des auvents forestiers, il a été possible de valider pour la première fois les calculs de la centrale nucléaire à des pas horaires et quotidiens. De cette manière, les composants des BEPS pourraient également être validés. Ils comprennent la photosynthèse brute, la respiration autotrophe, l’absorption des radiations, l’évapotranspiration, l’interception des précipitations, etc. La centrale nucléaire sera encore validée au niveau du paysage.

Cihlar, J., J. M. Chen, Z. Li. 1997. « Ensembles de Données et Produits Multicanaux AVHRR Saisonniers pour la mise à l’échelle des Processus Biosphériques ». Journal de recherche géophysique 102: 29625-29640.

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