A novel representation of biological nitrogen fixation and competitive dynamics between nitrogen-fixing and non-fixing plants in a land model (GFDL LM4.1-BNF)
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Representing biological nitrogen fixation (BNF) is an important challenge for coupled carbon (C) and nitrogen (N) land models. Initial representations of BNF in land models applied simplified phenomenological relationships. More recent representations of BNF are mechanistic and include the dynamic response of symbiotic BNF to N limitation of plant growth. However, they generally do not include the competitive dynamics between N-fixing and non-fixing plants, which is a key ecological mechanism that determines ecosystem-scale symbiotic BNF. Furthermore, asymbiotic BNF is generally not included in land models. Here, we present LM4.1-BNF, a novel representation of BNF (asymbiotic and symbiotic) and an updated representation of N cycling in the Geophysical Fluid Dynamics Laboratory Land Model 4.1 (LM4.1). LM4.1-BNF incorporates a mechanistic representation of asymbiotic BNF by soil microbes, a representation of the competitive dynamics between N-fixing and non-fixing plants, and distinct asymbiotic and symbiotic BNF temperature responses derived from corresponding observations. LM4.1-BNF makes reasonable estimations of major carbon (C) and N pools and fluxes and their temporal dynamics, in comparison to the previous version of LM4.1 with N cycling (LM3-SNAP) and to previous representations of BNF in land models generally (phenomenological representations and those without competitive dynamics between N-fixing and non-fixing plants and/or asymbiotic BNF) at a temperate forest site. LM4.1-BNF effectively reproduces asymbiotic BNF rate (13 kgNha-1yr-1) in comparison to observations (11 kgNha-1yr-1). LM4.1-BNF effectively reproduces the temporal dynamics of symbiotic BNF rate: LM4.1-BNF simulates a symbiotic BNF pulse in early succession that reaches 73 kgNha-1yr-1 at 15 years and then declines to ∼0 kgNha-1yr-1 at 300 years, similarly to observed symbiotic BNF, which reaches 75 kgNha-1yr-1 at 17 years and then declines to ∼0 kgNha-1yr-1 in late successional forests. As such, LM4.1-BNF can be applied to project the dynamic response of vegetation to N limitation of plant growth and the degree to which this will constrain the terrestrial C sink under elevated atmospheric CO2 concentration and other global change factors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».