To what extent can soil moisture and soil Cu contamination stresses affect nitrous species emissions? Estimation through calibration of a nitrification–denitrification model
Notice bibliographique
Résumé
Continental biogeochemical models are commonly used to predict the effect of land use, exogenous organic matter input or climate change on soil greenhouse gas emission. However, they cannot be used for this purpose to investigate the effect of soil contamination, while contamination affects several soil processes and concerns a large fraction of land surface. For that, in this study we implemented a commonly used model estimating soil nitrogen (N) emissions, the DeNitrification DeCompostion (DNDC) model, with a function taking into account soil copper (Cu) contamination in nitrate production control. Then, we aimed at using this model to predict N 2 O-N, NO 2 -N, NO-N and NH 4 -N emissions in the presence of contamination and in the context of changes in precipitations. Initial incubations of soils were performed at different soil moisture levels in order to mimic expected rainfall patterns during the next decades and in particular drought and excess of water. Then, a bioassay was used in the absence or presence of Cu to assess the effect of the single (moisture) or double stress (moisture and Cu) on soil nitrate production. Data of nitrate production obtained through a gradient of Cu under each initial moisture incubation were used to parameterise the DNDC model and to estimate soil N emission considering the various effects of Cu. Whatever the initial moisture incubation, experimental results showed a NO 3 -N decreasing production when Cu was added but depending on soil moisture. The DNDC-Cu version we proposed was able to reproduce these observed Cu effects on soil nitrate concentration with r 2 > 0.99 and RMSE < 10 % for all treatments in the DNDC-Cu calibration range (> 40 % of the water holding capacity) but showed poor performances for the dry treatments. We modelled a Cu effect inducing an increase in NH 4 -N soil concentration and emissions due to a reduced nitrification activity and therefore a decrease in NO 3 -N, N 2 O-N and NO x -N concentrations and emissions. The effect of added Cu predicted by the model was larger on N 2 -N and N 2 O-N emissions than on the other N species and larger for the soils incubated under constant than variable moisture. Our work shows that soil contamination can be considered in continental biogeochemical models to better predict soil 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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 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 | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 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 ».