"Carbon and Nitrogen Dynamics"

Lizenz: kostenfrei

1 Allgemeine Beschreibung

The simulation model CANDY has been developed to describe carbon and nitrogen dynamics in arable soils in order to provide information about C stocks in soils, organic matter turnover, N uptake by crops, leaching and water quality. It consists of a modular system of sub models and a data base system for model parameters, initial values, weather data, soil management data and measurement values. The user interface of the model provides GIS facilities that are designed to organize regional scenario simulations.

Inputs:
Model specific parameters describing soil and plant properties as well as process parameters user or scenario related data to describe the agricultural management, climate and observed features

Outputs:
Feature of soil and crop related state variables and fluxes connected to soil organic matter, nitrogen and water

Special features are:
CANDY calculates a biological active time which allows the assessment of organic matter turnover for different sites and gives the possibility to calculate the steady state of soil organic matter. A weather generator gives the possibility to simulate long term scenarios repeating a given crop rotation several times The model provides different methods to calculate inert soil organic matter The user interface includes a number of features for the model evaluation and calibration.

2 Modellierung von Umsatz und Transportprozessen im Boden

CANDY - Simulation der Kohlenstoff- und Stickstoffdynamik

Das Simulationssystem CANDY (CArbon and Nitrogen DYnamics) wurde entwickelt, um die Dynamik des Kohlenstoff - und Stickstoffumsatzes im Boden sowie der Bodentemperatur und des Bodenwassergehaltes als eindimensionale Prozesse für ein Bodenprofil in der ungesättigten Zone zu beschreiben. Das System besteht aus einem in eine Bedieneroberfläche eingebetteten Simulationsmodell und umgebenden Datenbanken, die Informationen zu den erforderlichen Parametern, zum Modellantrieb sowie zu Anfangswerten und eventuell vorhandenen ergänzenden Meßreihen enthalten.

Ausführliche Modelldokumentation: Downloads and Updates

Die wichtigsten Zustandsgrößen sind Bodentemperatur, Bodenfeuchte, umsetzbare organische Substanz und Mineralstickstoff. Für diese Größen müssen Startwerte vorliegen. Die Simulation läuft in Tagesschritten ab. Die Simulation läuft auf Schlagebene für kleine Bewirtschaftungseinheiten der Mikroskala.

Folgende Teilprozesse werden in unterschiedlicher Detailliertheit durch das Modell beschrieben:

  • meteorologische Bedingungen ( Zugriff auf Datenbanken oder Generierung von Datensätzen)
  • Korrektur der gemessenen Niederschläge
  • Bodenwasserdynamik (potentielle und aktuelle Evapotranspiration, Versickerung)
  • Bodentemperaturdynamik (Abschätzung der Oberfächentemperatur, Wärmeleitung im Boden)
  • Auswirkung von Bewirtschaftungsmaßnahmen
  • Bestandesentwicklung (Verlauf von Wurzeltiefe und Bedeckungsgrad, Ermittlung des N-Bedarfs)
  • Umsatz (Mineralisierung und Humifizierung) von organischer Substanz
  • Stickstoffdynamik (Mineralisierung, Immobilisierung, Aufnahme, Auswaschung, gasförmige Verluste, symbiontische N-Bindung)



Die von CANDY benötigten Inputdaten sind:

  • Bodendaten
  • Wetterdaten
  • Bewirtschaftungsdaten



Um die vom Simulationsmodell CANDY abgebildeten Bodenprozesse für größere Areale (Gesamtgebiet eines Betriebes, Agrarlandschaft...) untersuchen und bewerten zu können, erfolgte die Integration von CANDY in ein Geographisches Informationssystem (GIS).

3 Bewertung

3.1 Pro

  • Entwicklung des Modells vom UFZ -> quasi vor der Haustür
  • Validierung des Modells an Testgebieten in Mitteldeutschland
  • Bodenbewirtschaftung enthalten -> Auswirkungen von Bewirtschaftungsmaßnahmen werden simuliert
  • Simulation der Bodenwasserdynamik
  • Simulation der Bestandsentwicklung

3.2 Contra

  • zur Zeit läuft das Modell nicht auf meinem Rechner (WinXP Prof.)

4 Siehe auch

5 Weblinks

Kategorien: Modelle

Letzte Änderung dieses Artikels: May 05, 2009, at 11:51 AM