Importance of crop varieties and management practices: evaluation of a process-based model for simulating CO2 and H2O fluxes at five European maize (Zea mays L.) sites

Liuling Li (), N. Vuichard (), N. Viovy, Philippe Ciais (), T. Wang, Eric Ceschia (), W. Jans, M. Wattenbach, Pierre Béziat, T. Gruenwald, S. Lehuger and C. Bernhofer
Additional contact information
N. Vuichard: LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] - UVSQ - Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines - INSU - CNRS - Institut national des sciences de l'Univers - Université Paris-Saclay - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - DRF (CEA) - Direction de Recherche Fondamentale (CEA) - CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives, MOSAIC - Modélisation des Surfaces et Interfaces Continentales - LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] - UVSQ - Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines - INSU - CNRS - Institut national des sciences de l'Univers - Université Paris-Saclay - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - DRF (CEA) - Direction de Recherche Fondamentale (CEA) - CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives, CIRED - Centre International de Recherche sur l'Environnement et le Développement - Cirad - Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement - EHESS - École des hautes études en sciences sociales - AgroParisTech - ENPC - École nationale des ponts et chaussées - Université Paris-Saclay - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique
N. Viovy: LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] - UVSQ - Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines - INSU - CNRS - Institut national des sciences de l'Univers - Université Paris-Saclay - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - DRF (CEA) - Direction de Recherche Fondamentale (CEA) - CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives, MOSAIC - Modélisation des Surfaces et Interfaces Continentales - LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] - UVSQ - Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines - INSU - CNRS - Institut national des sciences de l'Univers - Université Paris-Saclay - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - DRF (CEA) - Direction de Recherche Fondamentale (CEA) - CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives
Philippe Ciais: LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] - UVSQ - Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines - INSU - CNRS - Institut national des sciences de l'Univers - Université Paris-Saclay - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - DRF (CEA) - Direction de Recherche Fondamentale (CEA) - CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives, ICOS-ATC - ICOS-ATC - LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] - UVSQ - Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines - INSU - CNRS - Institut national des sciences de l'Univers - Université Paris-Saclay - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - DRF (CEA) - Direction de Recherche Fondamentale (CEA) - CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives
T. Wang: LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] - UVSQ - Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines - INSU - CNRS - Institut national des sciences de l'Univers - Université Paris-Saclay - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - DRF (CEA) - Direction de Recherche Fondamentale (CEA) - CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives
Eric Ceschia: CESBIO - Centre d'études spatiales de la biosphère - IRD - Institut de Recherche pour le Développement - UT3 - Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT - Université de Toulouse - INSU - CNRS - Institut national des sciences de l'Univers - OMP - Observatoire Midi-Pyrénées - IRD - Institut de Recherche pour le Développement - UT3 - Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT - Université de Toulouse - INSU - CNRS - Institut national des sciences de l'Univers - CNES - Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - Météo-France - CNES - Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
W. Jans: ESS-CC - Alterra [Wageningen] - Centre for Water and Climate [Wageningen]
M. Wattenbach: University of Aberdeen
Pierre Béziat: TU Dresden - Technische Universität Dresden = Dresden University of Technology
T. Gruenwald: TU Dresden - Technische Universität Dresden = Dresden University of Technology
S. Lehuger: AgroParisTech
C. Bernhofer: TU Dresden - Technische Universität Dresden = Dresden University of Technology

Post-Print from HAL

Abstract: This paper is a modelling study of crop management impacts on carbon and water fluxes at a range of European sites. The model is a crop growth model (STICS) coupled with a process-based land surface model (ORCHIDEE). The data are online eddy-covariance observations of CO2 and H2O fluxes at five European maize cultivation sites. The results show that the ORCHIDEE-STICS model explains up to 75% of the observed daily net CO2 ecosystem exchange (NEE) variance, and up to 79% of the latent heat flux (LE) variance at five sites. The model is better able to reproduce gross primary production (GPP) variations than terrestrial ecosystem respiration (TER) variations. We conclude that structural deficiencies in the model parameterizations of leaf area index (LAI) and TER are the main sources of error in simulating CO2 and H2O fluxes. A number of sensitivity tests, with variable crop variety, nitrogen fertilization, irrigation, and planting date, indicate that any of these management factors is able to change NEE by more than 15%, but that the response of NEE to management parameters is highly site-dependent. Changes in management parameters are found to impact not only the daily values of NEE and LE, but also the cumulative yearly values. In addition, LE is shown to be less sensitive to management parameters than NEE. Multi-site model evaluations, coupled with sensitivity analysis to management parameters, thus provide important information about model errors, which helps to improve the simulation of CO2 and H2O fluxes across European croplands.

Keywords: carbon (search for similar items in EconPapers)
Date: 2011
Note: View the original document on HAL open archive server: https://enpc.hal.science/hal-00716508v1
References: View references in EconPapers View complete reference list from CitEc
Citations: View citations in EconPapers (2)

Published in Biogeosciences, 2011, 8 (6), pp.1721. ⟨10.5194/bg-8-1721-2011⟩

Downloads: (external link)
https://enpc.hal.science/hal-00716508v1/document (application/pdf)

Related works:
This item may be available elsewhere in EconPapers: Search for items with the same title.

Export reference: BibTeX RIS (EndNote, ProCite, RefMan) HTML/Text

Persistent link: https://EconPapers.repec.org/RePEc:hal:journl:hal-00716508

DOI: 10.5194/bg-8-1721-2011

Access Statistics for this paper

More papers in Post-Print from HAL
Bibliographic data for series maintained by CCSD ().