Difference between revisions of "Q-model"
Johan Tegman (talk | contribs) |
|||
(10 intermediate revisions by 3 users not shown) | |||
Line 19: | Line 19: | ||
|- | |- | ||
| Referenser | | Referenser | ||
− | | [1] | + | | [1] Ågren G. & Hyvönen R. 2003. Forest Ecology and Management, 174. s 25-37.<br> |
− | [2] | + | [2] Ågren & Bosatta, 1996. Theoretical ecosystem ecology. Cambridge University Press. |
<br> | <br> | ||
− | [3] | + | [3] Ågren G. et al. 2007. Are Swedish forest soils sinks or sources for CO2 - modelling and measuring. Biogeochemistry (accepted) |
<br> | <br> | ||
− | [4] Hyvönen, R. Berg M. & | + | [4] Hyvönen, R. Berg M. & Ågren, G. 2002. Plant and Soil, 242. s 33-39. |
<br> | <br> | ||
[5] Starr, M. et al 2005. Forest Ecology and Management, 205, s 215-225. | [5] Starr, M. et al 2005. Forest Ecology and Management, 205, s 215-225. | ||
Line 58: | Line 58: | ||
== Modellens variabler == | == Modellens variabler == | ||
− | {| | + | {{ParameterTable5Col |
− | | | + | | Variabel |
− | + | | Enhet | |
− | + | | Heltal<br>eller<br>Decimal | |
− | + | | Max/Min | |
− | + | | Beskrivning | |
+ | | Tabell 1. Variabler som Q-modellen använder sig av.}} | ||
− | |- | + | {{Row5Col | <math>C(t)</math> | kg m<sup>-2</sup> | Decimal | | Totala kolförrådet i marken vid tiden t}} |
− | | <math>N(t)</math> || kg m<sup>-2</sup> || Decimal || | + | {{Row5Col | <math>N(t)</math> | kg m<sup>-2</sup> | Decimal | | Totala kväveförrådet i marken vid tiden t}} |
+ | {{Row5Col | <math>L_n(t)</math> | kg C m<sup>-2</sup> | Decimal | | Tillförsel av barrförna vid tiden t}} | ||
+ | {{Row5Col | <math>L_b(t)</math> | kg C m<sup>-2</sup> | Decimal | | Tillförsel av grenförna vid tiden t}} | ||
+ | {{Row5Col | <math>L_s(t)</math> | kg C m<sup>-2</sup> | Decimal | | Tillförsel av stamförna vid tiden t}} | ||
+ | {{Row5Col | <math>L_c(t)</math> | kg C m<sup>-2</sup> | Decimal | | Tillförsel av förna från grova rötter och stubbar vid tiden t}} | ||
+ | {{Row5Col | <math>L_f(t)</math> | kg C m<sup>-2</sup> | Decimal | | Tillförsel av finrotsförna (<2 mm) vid tiden t}} | ||
+ | {{Row5Col | <math>G_n(t)</math> | | Decimal | 1/0 | Kvarvarande andel kol i barrförna efter nedbrytning vid tiden t}} | ||
+ | {{Row5Col | <math>G_b(t)</math> | | Decimal | 1/0 | Kvarvarande andel kol i förna från grenar efter nedbrytning vid tiden t}} | ||
+ | {{Row5Col | <math>G_s(t)</math> | | Decimal | 1/0 | Kvarvarande andel kol i förna från stammar, grova rötter och stubbar efter nedbrytning vid tiden t}} | ||
+ | {{Row5Col | <math>G_f(t)</math> | | Decimal | 1/0 | Kvarvarande andel kol i finrotsförna efter nedbrytning vid tiden t}} | ||
+ | {{Row5Col | <math>H_n(t)</math> | | Decimal | 1/0 | Kvarvarande andel kväve i barrförna efter nedbrytning vid tiden t}} | ||
+ | {{Row5Col | <math>H_b(t)</math> | | Decimal | 1/0 | Kvarvarande andel kväve i förna från grenar efter nedbrytning vid tiden t}} | ||
+ | {{Row5Col | <math>H_s(t)</math> | | Decimal | 1/0 | Kvarvarande andel kväve i förna från stammar, grova rötter och stubbar efter nedbrytning vid tiden t}} | ||
+ | {{Row5Col | <math>H_f(t)</math> | | Decimal | 1/0 | Kvarvarande andel kväve i finrotsförna efter nedbrytning vid tiden t}} | ||
− | + | {{TableEnd}} | |
− | |||
− | + | == Modellparametrar == | |
− | + | {{ParameterTable4Col | |
− | + | | Parameter | |
− | | | + | | Namn i<br>referens<br>[1-7] |
− | | < | + | | Parametervärde 1, Tall |
− | + | | Parametervärde 2, Gran | |
− | | | + | | Tabell 3. Parametervärden och funktioner för parametrar för modellering av nedbrytning av tall- och granförna med Q-modellen enligt ursprungsreferenserna [1-3] och för kolförråd samt förnafall och kolförråd enligt referenserna [4-7]. Beräkningsparametrarna används i förenklade uttryck av de ursprungliga modellformuleringarna.}} |
− | | | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | | | + | {{Row1+1+2Col | '''Konstanter''' | | }} |
− | | <math> | + | {{Row1+1+2Col | <math>f_C</math> | <math>f_C</math> [1] | 0.5 }} |
+ | {{Row1+1+2Col | <math>f_N</math> | <math>f_N</math> [2] | 0.07 }} | ||
+ | {{Row1+1+2Col | <math>\beta</math> | <math>\beta</math> [1] | 7 }} | ||
+ | {{Row1+1+2Col | <math>\eta_{11}</math> | <math>\eta_{11}</math> [1] | 0.36 }} | ||
+ | {{Row1+1+2Col | <math>\e_0</math> | <math>\eta_0</math> [1] | 0.25 }} | ||
− | | | + | {{Row4Col | <math>q_{0n}</math> | <math>q_{0n}</math> [1] | 1.089 | 1.089 }} |
− | | <math> | + | {{Row4Col | <math>q_{0w}</math> | <math>q_{0w}</math> [1] | 0.99 | 0.99 }} |
+ | {{Row4Col | <math>q_{0f}</math> | [3] | 1.036 | 1.036 }} | ||
− | | | + | {{Row1+1+2Col | <math>t_{maxb}</math> | <math>t_{max}</math> [1] | 13 }} |
− | | <math> | + | {{Row1+1+2Col | <math>t_{maxs}</math> | <math>t_{max}</math> [1] | 60 }} |
+ | {{Row1+1+2Col | <math>r_0</math> | <math>r_0</math> [2] | 0.1 }} | ||
+ | {{Row1+1+2Col | <math>a</math> | [3] | 1.51 }} | ||
+ | {{Row1+1+2Col | <math>b</math> | [5] | 0.7 }} | ||
+ | {{Row1+1+2Col | <math>I_{02}</math> | [6] | 0.09 }} | ||
+ | {{Row1+1+2Col | | | }} | ||
+ | {{Row1+1+2Col | ''Funktioner:'' | | }} | ||
+ | {{Row1+1+2Col | ''TEMP'' | <math>T(L,A)</math> [1] | <math>TEMP = 43.5 - 0.639\ LAT - 0.00474\ ALT </math> }} | ||
− | + | {{TableEnd}} | |
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
== Modellparametrar == | == Modellparametrar == | ||
Line 174: | Line 173: | ||
[[Category:Model]] | [[Category:Model]] | ||
− |
Latest revision as of 08:20, 28 May 2015
Q-model | 2006-03-27 |
Johan Stendahl | Version: 2.0 |
Status: {{{status}}} |
Allmänt om modellen
Modellnamn | Q-modellen |
Syfte och beskrivning | Modellen prognostiserar mängden kol och kväve som finns i förna och humusskiktet vid en given tidsperiod. Funktioner finns för tall och gran. För andra trädslag kan modellen parametriseras senare.
Ingångsparametrarna är uppdelade i två grupper. Dels sådana som är kopplade till nedbrytningsprocessen och skiljer sig mellan trädslagen, och dels parametrar kopplade till ståndorten, t ex kolförråd och temperatur. Modellen kräver som ingångsdata även tillförsel av färsk förna för varje tidsperiod, vilket ges av separat modell. |
Referenser | [1] Ågren G. & Hyvönen R. 2003. Forest Ecology and Management, 174. s 25-37. [2] Ågren & Bosatta, 1996. Theoretical ecosystem ecology. Cambridge University Press.
|
Beräkningsgång | Exempel för kol:
Steg 1:
Steg 2:
Steg 3:
Steg 4:
Steg 5:
Steg 6:
För kväve genomförs stegen 1-6 fast med funktionerna 5-8. |
Modellens variabler
Variabel | Enhet | Heltal eller Decimal |
Max/Min | Beskrivning
|
---|---|---|---|---|
kg m-2 | Decimal | Totala kolförrådet i marken vid tiden t | ||
kg m-2 | Decimal | Totala kväveförrådet i marken vid tiden t | ||
kg C m-2 | Decimal | Tillförsel av barrförna vid tiden t | ||
kg C m-2 | Decimal | Tillförsel av grenförna vid tiden t | ||
kg C m-2 | Decimal | Tillförsel av stamförna vid tiden t | ||
kg C m-2 | Decimal | Tillförsel av förna från grova rötter och stubbar vid tiden t | ||
kg C m-2 | Decimal | Tillförsel av finrotsförna (<2 mm) vid tiden t | ||
Decimal | 1/0 | Kvarvarande andel kol i barrförna efter nedbrytning vid tiden t | ||
Decimal | 1/0 | Kvarvarande andel kol i förna från grenar efter nedbrytning vid tiden t | ||
Decimal | 1/0 | Kvarvarande andel kol i förna från stammar, grova rötter och stubbar efter nedbrytning vid tiden t | ||
Decimal | 1/0 | Kvarvarande andel kol i finrotsförna efter nedbrytning vid tiden t | ||
Decimal | 1/0 | Kvarvarande andel kväve i barrförna efter nedbrytning vid tiden t | ||
Decimal | 1/0 | Kvarvarande andel kväve i förna från grenar efter nedbrytning vid tiden t | ||
Decimal | 1/0 | Kvarvarande andel kväve i förna från stammar, grova rötter och stubbar efter nedbrytning vid tiden t | ||
Decimal | 1/0 | Kvarvarande andel kväve i finrotsförna efter nedbrytning vid tiden t |
Modellparametrar
Parameter | Namn i referens [1-7] |
Parametervärde 1, Tall | Parametervärde 2, Gran
|
---|---|---|---|
Konstanter | |||
[1] | 0.5 | ||
[2] | 0.07 | ||
[1] | 7 | ||
[1] | 0.36 | ||
[1] | 0.25 | ||
[1] | 1.089 | 1.089 | |
[1] | 0.99 | 0.99 | |
[3] | 1.036 | 1.036 | |
[1] | 13 | ||
[1] | 60 | ||
[2] | 0.1 | ||
[3] | 1.51 | ||
[5] | 0.7 | ||
[6] | 0.09 | ||
Funktioner: | |||
TEMP | [1] |
Modellparametrar
Funtioner för kol i marken
Funktion 1: Utveckling av befintligt kolförråd över tiden
Steg1:
Steg2:
Funktion 2: Kvarvarande andel kol från barr över tiden
Funktion 3: Kvarvarande andel kol i förna från grenar, stam, stubbe och grova rötter över tiden
Funktion 4: Kvarvarande andel kol från finrötter över tiden
Funktioner för kväve i marken
Funktion 5: Utveckling av befintligt kväveförråd över tiden
Funktion 6: Kvarvarande andel kväve från barr över tiden
Funktion 7: Kvarvarande andel kväve i förna från grenar, stam, stubbe och grova rötter över tiden
Funktion 8: Kvarvarande andel kväve i finrotsförna över tiden
Framskrivning av markens totala kol- och kväveförråd
Den del av kolförrådet (eller kväveförrådet) vid en viss tidpunkt (t) som härstammar från en viss förna som tillförts marken vid en annan tidpunkt (tL) kan beräknas genom att multiplicera mängden förna med kvarvarande andel som finns kvar efter att förnan brutits ned för tiden som förflutit (t-tL):
Cn(t) = Gn(t-tL)Ln(tL) | för barr |
Cb(t) = Gb(t-tL)Lb(tL) | för grenar |
Cs(t) = Gs(t-tL)(Ls(tL)+Lc(tL)) | för stam, grova rötter och stubbe |
Cf(t) = Gf(t-tL)Lf(tL) | för finrötter |
För att beräkna det totala förrådet summeras alla förnaslagen och det som finns kvar av det befintliga kol- eller kväveförrådet.
C(t) = C0(t)+Cn(t)+Cb(t)+Cs(t)+Cf(t) |
Kväveförrådets på samma sätt, men där N(t) ersätter C(t) och H(t) ersätter G(t).