Date post: | 01-May-2015 |
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CarboItaly U.O. 5:
Attività 1 - MISURA DEI FLUSSI E DELLE VARIABILI AMBIENTALI
Alessandro Peressotti, Giorgio Alberti, Gemini Delle Vedove, Emanuele Lugato, Ilaria Inglima, Michel Zuliani, Giuseppe Zerbi
Roma – Carboitaly Meeting 22-23 ottobre 2009
Obiettivi sperimentali unità UniUd
• Misura dei flussi netti di CO2 dal seminativo piu’ rappresentato nella pianura padana orientale (mais)
• Valutare l’ effetto di una conversione di un seminativo a medica sui flussi e sugli stock di carbonio
• Valutare l’ effetto delle lavorazioni (aratura) sui flussi di carbonio del suolo
• Valutare il contributo relativo della respirazione autotrofica ed eterotrofica sui flussi di C dal suolo
• Flussi al sito di La Mandria (IPLA)
Sito di monitoraggio Beano
Latitude 46° 01Longitude 13° 01’Elevation 80 m s.l.m.Mean annual temperature 13.0 °CAnnual precipitation 1200 mmSuolo argilloso-sabbiosoQuota misura EC 2.5 m (alfalfa); 2.5-4 m
(mais)Ecosystem CropEC system Young + Li7500
Inizio monitoraggio: settembre 2007Campo sperimentale di 12 ettariSistema di irrigazioneEsperimento. Land use change (mais alfalfa) e gestione agricola (arato e non arato)Specie coltivate: mais e erba medica
6 ha
6 ha
Grassland
Maize
Eddy station 1
Eddy station 2
Rotazione colturale(mais alfalfa)
Analisi del footprint (modello: Gokede et al., 2008)
% of 30min time step
>95% of flux from target
>80% of flux from target
>50% of flux from target
≤ 30° 10.4 58.2 99.8 100.030°-60° 13.0 1.3 99.8 100.060°-90° 20.9 0.7 99.8 100.0
90°-120° 7.7 6.4 99.7 100.0120°-150° 6.9 0.0 90.3 100.0150°-180° 9.5 98.7 99.9 100.0180°-210° 5.3 0.0 62.9 100.0210°-240° 5.3 1.2 97.7 100.0240°-270° 4.9 0.1 95.6 99.7270°-300° 4.1 0.2 97.4 99.9300°-330° 6.6 0.7 99.3 100.0
≥300° 5.5 43.6 99.7 100.0
CT
% of 30min time step
>95% of flux from target
>80% of flux from target
>50% of flux from target
≤ 30° 10.4 61.0 99.8 100.030°-60° 13.0 1.5 99.8 100.060°-90° 20.9 0.9 100.0 100.0
90°-120° 7.7 7.7 99.7 100.0120°-150° 6.9 91.7 100.0 100.0150°-180° 9.5 98.8 99.9 100.0180°-210° 5.3 66.8 100.0 100.0210°-240° 5.3 1.2 98.0 100.0240°-270° 4.9 0.1 96.0 99.8270°-300° 4.1 0.2 97.7 100.0300°-330° 6.6 0.7 99.4 100.0
≥300° 5.5 49.4 99.7 100.0
GT
Main wind direction
-30.0
-25.0
-20.0
-15.0
-10.0
-5.0
0.0
5.0
10.0
15.0
01/1
2/20
06
01/0
1/20
07
01/0
2/20
07
01/0
3/20
07
01/0
4/20
07
01/0
5/20
07
01/0
6/20
07
01/0
7/20
07
01/0
8/20
07
01/0
9/20
07
01/1
0/20
07
01/1
1/20
07
01/1
2/20
07
01/0
1/20
08
01/0
2/20
08
01/0
3/20
08
01/0
4/20
08
01/0
5/20
08
01/0
6/20
08
01/0
7/20
08
01/0
8/20
08
01/0
9/20
08
01/1
0/20
08
01/1
1/20
08
01/1
2/20
08
gC
m-2
d-1
-30.0
-25.0
-20.0
-15.0
-10.0
-5.0
0.0
5.0
10.0
15.0
01/1
2/20
06
01/0
1/20
07
01/0
2/20
07
01/0
3/20
07
01/0
4/20
07
01/0
5/20
07
01/0
6/20
07
01/0
7/20
07
01/0
8/20
07
01/0
9/20
07
01/1
0/20
07
01/1
1/20
07
01/1
2/20
07
01/0
1/20
08
01/0
2/20
08
01/0
3/20
08
01/0
4/20
08
01/0
5/20
08
01/0
6/20
08
01/0
7/20
08
01/0
8/20
08
01/0
9/20
08
01/1
0/20
08
01/1
1/20
08
01/1
2/20
08
gC
m-2
d-1
STT S H H
Dati giornalieri
T S H
CORN
ALFALFA
CORN NEE ALFALFA NEE
μmol C m-2 s-1μmol C m-2 s-1
y = 0.95x
R2 = 0.98
0
500
1000
1500
2000
2500
0 500 1000 1500 2000 2500
NPP growth analysis (gC ha-1)
CORN ALFALFA
Confronto tra dati eddy + camerette e analisi di crescita
y = 1.01x
R2 = 0.96
0
500
1000
1500
2000
2500
0 500 1000 1500 2000 2500
NPP growth analysis (gC m-2)
NP
P e
dd
y a
nd
SR
ch
am
be
rs (
gC
m-2
)
La rotazione ha determinato una perdita netta di C
ΔNBP = - 129 gC m-2 yr-1
Bilancio complessivo del C1st year
473
-613
-484
-11
616
-584
-793
-177
-1000
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
NEP Rh Harvest NBP
gC
m-2
yr-1
C-C C-A
2st year
343
-601
-428
-85
481
-495
-658
-177
-1000
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
NEP Rh Harvest NBP
gC
m-2
yr-1
C-C C-A
NEP = - NEE
NBP = NEP - Harvest
NEP Rh Harvest NBP
-200
-150
-100
-50
0
50
100
ago-99 gen-01 mag-02 ott-03 feb-05 lug-06 nov-07 mar-09
C (k
g/ha
)
NEE_mis NEE_dndc
0
20
40
60
80
100
120
ago-99 giu-00 apr-01 feb-02 dic-02 ott-03 ago-04 mag-05 mar-06 gen-07 nov-07 set-08 lug-09 mag-10
C (k
g/ha
)
rh_mis rh_dndc
Modellizzazione NEE e SR con DNDC (mais till)
Cambiamento della gestione agricola
(aratura vs. non aratura)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
01
/12
/20
06
01
/01
/20
07
01
/02
/20
07
01
/03
/20
07
01
/04
/20
07
01
/05
/20
07
01
/06
/20
07
01
/07
/20
07
01
/08
/20
07
01
/09
/20
07
01
/10
/20
07
01
/11
/20
07
01
/12
/20
07
01
/01
/20
08
01
/02
/20
08
01
/03
/20
08
01
/04
/20
08
01
/05
/20
08
01
/06
/20
08
01
/07
/20
08
01
/08
/20
08
01
/09
/20
08
01
/10
/20
08
01
/11
/20
08
gC
m-2 CT
CNT
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
01/1
2/20
06
01/0
1/20
07
01/0
2/20
07
01/0
3/20
07
01/0
4/20
07
01/0
5/20
07
01/0
6/20
07
01/0
7/20
07
01/0
8/20
07
01/0
9/20
07
01/1
0/20
07
01/1
1/20
07
01/1
2/20
07
01/0
1/20
08
01/0
2/20
08
01/0
3/20
08
01/0
4/20
08
01/0
5/20
08
01/0
6/20
08
01/0
7/20
08
01/0
8/20
08
01/0
9/20
08
01/1
0/20
08
01/1
1/20
08
gC
m-2
d-1
CT
CNT
CNT vs CT
- 74 gC m-2 - 106 gC m-2
SH
SH
614 601
477 469
0
100
200
300
400
500
600
700
1st year 2nd year
gC
m-2
CT CNT
Respirazione eterotrofica
137 gC ha-1 132 gC ha-1
CNT reduced CO2 fluxes from soil (-135 gC m-2 yr-1)
Il cambiamento nella gestione ha modificato il
bilancio senza intaccare le produzioni
ΔNBP = + 103 gC m-2 yr-1
NEP = NPP – Rh
NBP = NEP - Harvest
Bilancio del C
Fis
saz
ion
eF
iss
azio
ne
1st year
-613
-484-477 -493
23
507
140
633
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
gC
m-2
yr-1
CT CNT
2nd year
-601
-428-469
-96
332
-8
-379
371
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
NEP Rh Harvest NBP
gC
m-2
yr-1
CT CNT
NEP Rh Harvest NBP
Ma bisogna considerare le emissioni di N2O (GWP = 296)
1.32 1.09
6.81
8.97
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
CNT CT GNT GT
kg N
2O h
a-1
yea
r-1
+ 72 gC m-2
(15% Rh)
+ 55 gC ha-2
(9% Rh) + 17 gC m-2
ΔNBP = + 86 gC m-2 yr-1
Conclusioni Beano• Buona corrispondenza tra dati eddy+camerette e analisi
di crescita• Buona corrispondenza tra dati modellizzati (DNDC) e
dati misurati• La non aratura ha consentito di risparmiare circa 103 gC
m-2 yr-1 in due anni (NBP)• Bisogna considerare I gas non CO2 nel budget (in
particolare N2O che può rappresentare fino al 13% di Rh) • Il mais arato è vicino allo steady state (NBP = - 48 gC m-
2 yr-1)• Alfalfa è ancora (dopo 2 anni) una fonte di emissioni di C
(NBP = - 177 gC m-2 yr-1)
Sito forestale La Mandria
Petrella F. et al. (IPLA)
Misure effettuate
• Misure eddy covariance (2003-2007 [già nel database]; 2008-2009)
• Temperatura suolo, umidità, G, etc.
• Metadati (biomassa epigea, NPP, etc.)
• Descrizione e campionamento delle due principali tipologie di suolo presenti nella footprint
-1400
-1200
-1000
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
2003 2004 2006 2007
Anno
gC
m-2
GPP Reco NEE
Risultati: flussi