Integrating aquatic and terrestrial biogeochemical model to predict effects of reservoir creation on CO<sub>2</sub> emissions
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. There is considerable debate on the role of hydroelectric reservoirs for the emission of CO2 and other greenhouse gases. To quantify CO2 emissions from a newly created reservoir that was formed by flooding the boreal landscape we developed a daily time-step reservoir model by integrating a terrestrial and an aquatic ecosystem model. We calibrated the model using the measurements of dissolved organic and inorganic carbon (C) in a ~ 600 km2 boreal hydroelectric reservoir, Eastmain-1, in northern Quebec, Canada. A major constraint we dealt with is the dearth of basic environmental data for the Boreal region so we took a parsimonious approach for required inputs. We then evaluated the model performance against observed CO2 fluxes data from an eddy covariance tower in the middle of the EM-1 reservoir for the period from 2006 to 2012 and compared internal variables such as water column respiration, chlorophyll-a concentration, and sedimentation rate to measurements from field campaigns during 2006–2008. The model predicted the seasonal and inter-annual variability of CO2 emissions reasonably well compared to the observations. Discrepancies between simulation results and observations usually occurred near ice-off dates when there was large amount of dissolved CO2 under ice-cover. We applied the model to assess the effects of reservoir creation on C dynamics over the estimated “engineering” reservoir lifetime (i.e., 100 years). We found that the reservoir acts as a net C source over its lifetime and simulated CO2 fluxes were 204 g C m−2 yr−1 in the first year after flooding, steeply declined in the first three years, and then steadily decreased to ~110 g C m−2 yr−1 with increasing reservoir age. Sensitivity analyses revealed that the amount of terrestrial organic C flooded and oxygen effects can positively enhance benthic respiration and CO2 fluxes across air–water interface, but the effects on CO2 emissions were not significant. Higher temperatures dramatically stimulate CO2 emissions by enhancing CO2 production in both the water column and the sediment, and extending the duration of the open water period over which emissions can occur. Changing wind speeds had large uncertainties on annual CO2 emissions, given that wind speeds not only affect the gas transfer rate but also the open water period by affecting the surface energy balance. The model is useful for the estimation of CO2 emissions from reservoirs to the atmosphere and could be used to assist the hydro-power industry and others interested in emissions evaluate the role of boreal reservoirs as sources of greenhouse gas emissions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».