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Diffuse sunlight and cosmic rays: Missing pieces of the forest growth change attribution puzzle? / Jean-Daniel Bontemps in Science of the total environment, vol 806 n°1 (February 2022)  

Public [article]  inScience of the total environment > vol 806 n°1 (February 2022) . - n° 150469 Titre : Diffuse sunlight and cosmic rays: Missing pieces of the forest growth change attribution puzzle? Type de document : Article/Communication Auteurs : Jean-Daniel Bontemps , Auteur ; Henrik Svensmark, Auteur Année de publication : 2022 Projets : 1-Pas de projet / Article en page(s) : n° 150469 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Termes IGN] cerne [Termes IGN] croissance des arbres [Termes IGN] dioxyde de carbone [Termes IGN] modèle de croissance végétale [Termes IGN] modélisation de la forêt [Termes IGN] photosynthèse [Termes IGN] rayonnement cosmique [Termes IGN] rayonnement lumineux [Vedettes matières IGN] Végétation et changement climatique Résumé : (auteur) Forest growth changes have been a matter of intense research efforts since the 1980s. Owing to the variety of their environmental causes – mainly atmospheric CO2 increase, atmospheric N deposition, changes in temperature and water availability, and their interactions – their interpretation has remained challenging. Recent isolated researches suggest further effects of neglected environmental factors, namely changes in the diffuse fraction of light, more efficient to photosynthesis, and galactic cosmic rays (GCR), both emphasized in this Discussion paper. With growing awareness of GCR influence on global cloudiness (the cosmoclimatologic theory by H. Svensmark), GCR may thus cause trends in diffuse-light, and distinguishing between their direct/indirect influences on forest growth remains uncertain. This link between cosmic rays and diffuse sunlight also forms an alternative explanation to the geological evidence of a negative correlation between GCR and atmospheric CO2 concentration over the past 500 Myr. After a careful scrutiny of this literature and of key contributions in the field, we draw research options to progress further in this attribution. These include i) observational strategies intending to build on differences in the spatio-temporal dynamics of environmental growth factors, ranging from quasi-experiments to meta-analyses, ii) simulation strategies intending to quantify environmental factor's effects based on process-based ecosystem modelling, in a context where progresses for accounting for diffuse-light fraction are ongoing. Also, the hunt for tree-ring based proxies of GCR may offer the perspective of testing the GCR hypothesis on fully coupled forest growth samples. Numéro de notice : A2022-001 Affiliation des auteurs : LIF+Ext (2020- ) Thématique : FORET Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1016/j.scitotenv.2021.150469 Date de publication en ligne : 21/09/2021 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.150469 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98515 [article]

Extensification and afforestation of cultivated mineral soil for climate change mitigation in Finland / Boris Tupek in Forest ecology and management, vol 501 (1 December 2021)  

Public [article]  inForest ecology and management > vol 501 (1 December 2021) . - n° 119672 Titre : Extensification and afforestation of cultivated mineral soil for climate change mitigation in Finland Type de document : Article/Communication Auteurs : Boris Tupek, Auteur ; Aleski Lehtonen, Auteur ; Raisa Mäkipää, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : n° 119672 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Termes IGN] afforestation [Termes IGN] Betula (genre) [Termes IGN] boisement artificiel [Termes IGN] changement d'occupation du sol [Termes IGN] dioxyde de carbone [Termes IGN] écologie forestière [Termes IGN] Finlande [Termes IGN] modèle de croissance végétale [Termes IGN] Picea abies [Termes IGN] puits de carbone [Termes IGN] reboisement [Termes IGN] surface cultivée [Vedettes matières IGN] Végétation et changement climatique Résumé : (auteur) Offsetting nation-wide CO2 emissions by carbon sinks from land use change (LUC), e.g. agricultural fields extensification and afforestation, is considered as a major climate change mitigation option. We evaluated the LUC potential for reducing emissions and creating annual soil and ecosystem carbon sinks in Finland. We used agricultural statistics, the forest growth model MOTTI, the soil carbon model Yasso07, and the RCP8.5 climate scenario. The soil carbon stock (SOC) of extensified grasslands showed on average less carbon loss than cropland, thus reducing future carbon emissions by LUC between 0.17 Mg ha−1 y-1, initially, and 0.08 Mg ha−1 y-1 after 50 years. The annual rate of such carbon gain was in comparison to SOC between 1.4‰ and 0.7‰ which is lower than proposed by the Paris 4‰ initiative for offsetting global anthropogenic CO2 emissions. Furthermore, after afforestation, estimated SOC is expected to increase above pre-LUC levels with 30 years lag. Estimated SOC sink from afforestation when compared to continuous cultivation varied depending on dominant tree species and soil fertility from between 0.19 Mg ha−1 y-1 (1.7‰ for spruce in medium fertile soil) to 0.46 Mg ha−1 y-1 (3.7‰ for silver birch in highly fertile soil). Future total soil and biomass carbon sink attributed to afforestation ranged between 1.65 and 2.44 Mg ha−1 y-1. Combined carbon sinks created by the present LUC could with 30 years lag offset annually between 0.01 and 4% of the present national net CO2 emissions in Finland. The long delay and a small scale of potential future carbon emission reduction by the LUC highlighted the importance of employing additional tools to reach the national neutrality targets due in next 15 or 30 years. Numéro de notice : A2021-744 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET Nature : Article DOI : 10.1016/j.foreco.2021.119672 Date de publication en ligne : 22/09/2021 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.foreco.2021.119672 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98685 [article]

Estimation of biomass increase and CUE at a young temperate scots pine stand concerning drought occurrence by combining eddy covariance and biometric methods / Paulina Dukat in Forests, vol 12 n° 7 (July 2021)  

Public [article]  inForests > vol 12 n° 7 (July 2021) . - n° 867 Titre : Estimation of biomass increase and CUE at a young temperate scots pine stand concerning drought occurrence by combining eddy covariance and biometric methods Type de document : Article/Communication Auteurs : Paulina Dukat, Auteur ; Klaudia Ziemblińska, Auteur ; Janusz Olejnik, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : n° 867 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Termes IGN] biomasse forestière [Termes IGN] changement climatique [Termes IGN] covariance [Termes IGN] diamètre à hauteur de poitrine [Termes IGN] dioxyde de carbone [Termes IGN] indice de végétation [Termes IGN] inventaire forestier (techniques et méthodes) [Termes IGN] Pinus sylvestris [Termes IGN] Pologne [Termes IGN] production primaire brute [Termes IGN] puits de carbone [Termes IGN] sécheresse [Vedettes matières IGN] Inventaire forestier Résumé : (auteur) The accurate estimation of an increase in forest stand biomass has remained a challenge. Traditionally, in situ measurements are done by inventorying a number of trees and their biometric parameters such as diameter at the breast height (DBH) and height; sometimes these are complemented by carbon (C) content studies. Here we present the estimation of net primary productivity (NPP) over a two years period (2019–2020) at a 25-year-old Scots pine stand. Research was based on allometric equations made by direct biomass analysis (tree extraction) and carbon content estimations in individual components of sampled trees, combined with a series of stem diameter increments recorded by a network of band dendrometers. Site-specific allometric equations were obtained using two different approaches: using the whole tree biomass vs DBH (M1), and total dry biomass-derived as a sum of the results from individual tree components’ biomass vs DBH (M2). Moreover, equations for similar forest stands from the literature were used for comparison. Gross primary productivity (GPP) estimated from the eddy-covariance measurements allowed the calculation of carbon use efficiency (CUE = NPP/GPP). The two investigated years differed in terms of the sum and patterns of precipitation distribution, with a moderately dry year of 2019 that followed the extremely dry 2018, and the relatively average year of 2020. As expected, a higher increase in biomass was recorded in 2020 compared to 2019, as determined by both allometric equations based on in situ and literature data. For the former approach, annual NPP estimates reached ca. 2.0–2.1 t C ha−1 in 2019 and 2.6–2.7 t C ha−1 in 2020 depending on the “in situ equations” (M1-M2) used, while literature-derived equations for the same site resulted in NPP values ca. 20–30% lower. CUE was higher in 2020, which resulted from a higher NPP total than in 2019, with lower summer and spring GPP in 2020. However, the CUE values were lower than those reported in the literature for comparable temperate forest stands. A thorough analysis of the low CUE value would require a full interpretation of interrelated physiological responses to extreme conditions. Numéro de notice : A2021-641 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET Nature : Article DOI : 10.3390/f12070867 Date de publication en ligne : 30/06/2021 En ligne : https://doi.org/10.3390/f12070867 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98313 [article]

Cloud detection from paired CrIS water vapor and CO₂ channels using machine learning techniques / Miao Tian in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 59 n° 4 (April 2021)  

Public [article]  inIEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 59 n° 4 (April 2021) . - pp 2781 - 2793 Titre : Cloud detection from paired CrIS water vapor and CO₂ channels using machine learning techniques Type de document : Article/Communication Auteurs : Miao Tian, Auteur ; Hao Chen, Auteur ; Guanghui Liu, Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : pp 2781 - 2793 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique [Termes IGN] apprentissage automatique [Termes IGN] classification par Perceptron multicouche [Termes IGN] classification par séparateurs à vaste marge [Termes IGN] détection des nuages [Termes IGN] dioxyde de carbone [Termes IGN] image infrarouge [Termes IGN] modèle atmosphérique [Termes IGN] modèle de transfert radiatif [Termes IGN] régression linéaire [Termes IGN] vapeur d'eau Résumé : (auteur) Accurate cloud detection using infrared (IR) data is very challenging due to the limitations and uncertainties from many aspects in the satellite IR remote sensing. This article proposes an end-to-end cloud detection method for the Cross-track IR Sounder (CrIS) using machine learning (ML) techniques. The brightness temperatures from paired CrIS channels in the longwave and midwave water vapor bands and the longwave and shortwave CO 2 bands are used. After obtaining the linear regression coefficients for each of the selected channel pairs, a complete set of CrIS full spectral resolution (FSR) cloud detection index (FCDI) is derived from the temperature difference between the regression and observation for each channel pair. It is shown that FCDI captures cloud location and structure well by comparing with the cloud products (CPs) from the Visible IR Imaging Radiometer Suite (VIIRS). After collocating FCDI with VIIRS CP, ML techniques such as the extreme learning machine, support vector machine, and multilayer perceptron are used to train the collocated FCDIs for cloud detection. Simulation results show that the accuracy of FCDI cloud detection is slightly above 80%. Moreover, the results encourage the use of water vapor bands in FCDI, in addition to CO 2 bands. Numéro de notice : A2021-281 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2020.3020120 Date de publication en ligne : 18/12/2020 En ligne : https://doi.org/10.1109/TGRS.2020.3020120 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97387 [article]

Apport de la télédétection pour la simulation spatialisée des composantes du bilan carbone des cultures et des effets d'atténuation biogéochimiques et biogéophysiques des cultures intermédiaires / Gaétan Pique (2021)  

Public Titre : Apport de la télédétection pour la simulation spatialisée des composantes du bilan carbone des cultures et des effets d'atténuation biogéochimiques et biogéophysiques des cultures intermédiaires Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Gaétan Pique, Auteur ; Eric Ceschia, Directeur de thèse ; Rémy Fieuzal, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Université de Toulouse 3 Paul Sabatier Année de publication : 2021 Importance : 279 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse en vue de l'obtention du Doctorat de l'Université Toulouse 3 - Paul Sabatier, Spécialité Surfaces et interfaces continentales, Hydrologie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] albedo [Termes IGN] bilan du carbone [Termes IGN] blé (céréale) [Termes IGN] changement climatique [Termes IGN] dioxyde de carbone [Termes IGN] eau douce [Termes IGN] image Landsat-8 [Termes IGN] image Sentinel-MSI [Termes IGN] image SPOT [Termes IGN] indice de végétation [Termes IGN] maïs (céréale) [Termes IGN] modèle de simulation [Termes IGN] parcelle agricole [Termes IGN] puits de carbone [Termes IGN] surface cultivée [Termes IGN] tournesol Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Les changements climatiques et la croissance démographique de la population mondiale amènent aujourd'hui le monde agricole à s'adapter pour faire face à ces deux enjeux majeurs. Si les surfaces agricoles, qui représentent près d'un tiers des terres émergées, contribuent largement aux émissions mondiales de gaz à effet de serre, elles offrent également la possibilité de mettre en place des leviers d'atténuation des changements climatiques. Dans ce contexte, ces travaux de thèse ont vocation à enrichir nos connaissances sur le fonctionnement des surfaces agricoles, à fournir des outils d'évaluation de la contribution des surfaces cultivées aux évolutions du climat, et à quantifier les effets biogéochimiques (stockage de C) et biogéophysiques (effet albédo) d'atténuation des changements climatiques via la mise en œuvre de cultures intermédiaires. Pour répondre à ces objectifs, deux approches de modélisation ont été développées au cours de ces travaux. Le premier volet de cette thèse s'est intéressé à développer une approche de modélisation spatialisée, permettant de fournir des estimations des productions (biomasses et rendements), des flux de CO2 et d'eau, ces variables servant à la quantification des bilans de carbone et d'eau pour les parcelles de grandes cultures. À cette fin, le modèle agro-météorologique SAFYE-CO2 assimilant des produits satellites d'indice de végétation à hautes résolutions spatiale et temporelle a été développé et appliqué à différentes cultures (blé, maïs et tournesol) et végétations d'intercultures (repousses spontanées, mauvaises herbes, cultures intermédiaires). Cette approche a pu être validée sur un réseau de parcelles du Sud-Ouest de la France, en tirant parti d'un grand nombre d'images satellites et de données de validation sur la zone de l'Observatoire Spatial Régional. Elle a notamment permis d'estimer avec précision les productions de blé, de tournesol et de maïs, ainsi que les flux de CO2 et d'eau sur les cultures de blé et de tournesol. La végétation, pouvant se développer sur les parcelles pendant les périodes d'interculture, a également été prise en compte afin d'améliorer l'estimation des flux de CO2 et d'eau. Cela a notamment permis de quantifier l'impact des cultures intermédiaires sur les composantes du bilan C des parcelles allouées aux grandes cultures sur la zone d'étude. Le second volet visait à développer un modèle d'introduction de cultures intermédiaires à l'échelle européenne, afin d'estimer le forçage radiatif induit par la modification de l'albédo de surface engendré par cette pratique. Grâce à des produits albédo moyenne résolution (1/20°), développés par le CNRM (et en collaboration avec ce laboratoire), cette approche de modélisation a permis de fournir des estimations de l'effet albédo relatifs aux cultures intermédiaires. Plusieurs scenarii d'introduction ont été simulés pour rendre compte de l'impact de certains facteurs, tels que la neige ou la pluie. Ils ont permis d'alerter sur le potentiel impact négatif de l'assombrissement du sol, induit à long terme (via l'enrichissement des sols en matière organique) par les cultures intermédiaires sur le forçage radiatif des surfaces cultivées. Enfin, comme tout changement de pratique agricole induit des effets biogéochimiques et biogéophysiques sur le climat, une analyse de ces effets couplés a été menée grâce à l'utilisation combinée de ces deux approches de modélisation. Note de contenu : Introduction générale 1- Simulation spatialisée des bilans de C sur grandes cultures 2- Intégration d’un module de bilan hydrique à SAFY-CO2 3- Estimation de l’effet albédo des cultures intermédiaires 4- Impacts de l’occupation du sol pendant l’interculture sur les flux de CO2, d’eau et sur l’albédo 5- Analyse des effets albédo à court et long termes des cultures intermédiaires 6- Discussion Conclusion générale Numéro de notice : 28317 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Surfaces et interfaces continentales, Hydrologie : Toulouse 3 : 2021 Organisme de stage : CESBIO DOI : sans En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03325160/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98241

The Loop Effect: how climate change impacts the mitigation potential of the French forest sector / Philippe Delacote in Journal of Forest Economics, vol 36 n° inconnu ([01/01/2021])  

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CO2 fertilization, transpiration deficit and vegetation period drive the response of mixed broadleaved forests to a changing climate in Wallonia / Louis de Wergifosse in Annals of Forest Science [en ligne], vol 77 n° 3 (September 2020)  

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The impact of drought on total ozone flux in a mountain Norway spruce forest / Thomas Agyei in Journal of forest science, vol 66 n° 7 (juillet 2020)  

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La croissance des forêts et les changements environnementaux / François Lebourgeois in Sciences, eaux & territoires, n° 33 (avril 2020)  

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The effects of different combinations of simulated climate change-related stressors on juveniles of seven forest tree species grown as mono-species and mixed cultures / Alfas Pliüra in Baltic forestry, vol 26 n° 1 (2020)  

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Disturbance effects on soil carbon and greenhouse gas emissions in forest ecosystems / Scott X. Chang (2020)  

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Filière forêt-bois et atténuation du changement climatique / Alice Roux (2020)  

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The forestry & wood sector and climatic change mitigation / Alice Roux (2020)  

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Les forêts et la filière forêt-bois dans la lutte contre les changements climatiques / Christine Deleuze in Rendez-vous techniques, n° 61-62 (hiver - printemps 2019) 

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Free and open-source GIS technologies for the management of woody biomass / Michele Mangiameli in Applied geomatics, vol 11 n° 3 (September 2019)  

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