Tackling challenges in process-based forest modelling: from concept to uncertainty

Datum: 19 december 2017

Locatie: Campus Drie Eiken, Promotiezaal Q0.02 - Universiteitsplein 1 - 2610 Antwerpen-Wilrijk (route: UAntwerpen, Campus Drie Eiken)

Tijdstip: 10 uur

Organisatie / co-organisatie: Departement Biologie

Promovendus: Joanna Horemans

Promotor: Reinhart Ceulemans & Gaby Deckmyn

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Joanna Horemans - Faculteit Wetenschappen - Departement Biologie



Abstract

Omdat bossen jaarlijks bijna een derde van de uitgestoten CO2 terug opnemen, is hun behoud cruciaal voor de mitigatie van klimaatveranderingen en de gevolgen. Om voorspellingen van de respons van bossen op klimaatveranderingen te maken werden proces-gebaseerde bosmodellen (PBMs) ontwikkeld. Deze modellen simuleren een bos door de ecofysiologische processen van het (eco-)systeem na te bootsen. PBMs zijn erg geschikt om een (bos-)ecosysteem beter te begrijpen en om hypotheses op te stellen, maar hun gebruik voor praktische beheersvragen blijft beperkt door de grote onzekerheid op de resultaten. De doelstelling van dit doctoraat was een objectieve bijdrage te leveren aan de verbetering van proces-gebaseerde bosmodellen. Hiertoe werden verschillende case studies uitgevoerd die elk een specifiek aspect van bosmodellen benaderen, namelijk (i) kennis van het (eco-)systeem; (ii) determinatie van de parameters; (iii) sensitiviteitsanalyse; (iv) modelvalidatie, en (v) onzekerheid van de output. Verschillende PBMs werden gebruikt om elk van de hiervoor genoemde modelkarakteristieken te bestuderen.

Het relatieve belang van zowel abiotische als biotische factoren van de koolstofuitwisseling werd gekwantificeerd voor een gemengd dennenbos in Brasschaat (België).

Het AquaCrop-model, oorspronkelijk ontworpen voor éénjarige (landbouw-)gewassen, werd geherparameteriseerd om de productiviteit en het waterverbruik van een snelgroeiende, korte-omloop populierenplantage te simuleren.

De sensitiviteit van het AquaCrop-model werd getoetst voor veranderingen in de parameters die de waterbalans het sterkst bepalen.

De sterkten en zwakten van de huidige validatiemethoden werden nagegaan door drie PBMs te gebruiken voor simulaties van de koolstofuitwisseling van drie beukenbossen in Europa. Voor deze drie bossen stonden gegevens over de koolstofuitwisseling voor een periode van minstens 16 jaar ter beschikking.

Het relatieve belang van diverse bronnen van onzekerheid werd gekwantificeerd voor de resultaten van één PBM (nl. ANAFORE) en van één empirisch gebaseerd model (nl. SIBYLA). De modellen werden gebruikt om stambiomassa voorspellingen te maken voor een Slovaaks beukenbos tot 2100.

De belangrijkste conclusies van dit doctoraat zijn de volgende: (i) kennis van het (eco-)systeem dient centraal te staan, en empirische en proces-gebaseerde benaderingen moeten beter met elkaar gekoppeld worden; (ii) de validatie van PBMs gebeurt bij voorkeur voor meerdere bossen en aan de hand van verschillende methoden; (iii) een meer betrouwbare risicobeoordeling wordt bereikt door het combineren van verschillende modellen; (iv) de resultaten van PBMs worden bij voorkeur geïnterpreteerd in een holistisch en probabilistisch perspectief met veel aandacht voor de analyse en de communicatie van onzekerheden.



Url: http://www.uantwerpen.be/wetenschappen