Biophysical and Human Controls of Land Productivity under Global Change : Development and Demonstration of Parsimonious Modelling Techniques

Summary, in Swedish

Nettoprimärproduktionen (NPP), är källan till den mat vi äter, virket vi bygger hus av och veden vi eldar med. NPP spelar också en stor roll i den globala kolcykeln, genom fotosyntesen så binder växterna koldioxid från luften och producerar blad och stammar. Hur mycket växterna producerar styrs till stor utsträckning av klimatet samt hur mycket koldioxid som finns i atmosfären. Detta gör att de förändringar som vi står inför, klimatförändringarna, som till stor del kan härledas till en ökad koldioxidhalt i atmosfären är intressanta att studera. Mänskliga aktiviteter så som jord- och skogsbruk, har också en stor inverkan på NPP. Då den globala befolkningen spås öka till 9 miljarder fram till 2050, så kommer också trycket på Jordens ekosystem att öka genom större uttag av NPP från skogar och jordbruk. Det är av stor vikt för mänskligheten att vi kan studera hur samspelet mellan hur vi sköter de ekosystem som vi är så beroende av och klimatförändringarna för att kunna ta adekvata beslut inför framtiden. För att studera detta samspel så krävs Integrerade Modeller (IM), modeller som binder samman ekosystemen och de mänskliga systemen.
För att kunna modellera detta kopplade system så krävs det förenklingar, och då framtiden är osäker, så krävs det att man utforskar många olika scenarier. För att kunna göra det, är det viktigt att dessa modeller är så snabba att man kan utföra en stor mängd simuleringar.
I den här avhandlingen så kommer jag att presentera förenklade metoder för att uppskatta NPP i naturlig vegetation baserat på en begränsad mängd klimatvariabler (t.ex. årlig medelnederbörd eller årligt temperaturmaximum) och jämföra det med mer komplexa modeller som i större utsträckning förlitar sig på detaljerad klimatdata.
Dessa förenklade modeller bygger på det så kallade metamodelleringskonceptet, där man genom att fånga hur de mest elementära processerna påverkas av en liten mängd yttre variabler kan skapa snabba responsmodeller. Jag utvärderar här, både hur de komplexa och förenklade modellerna lyckas simulera observationer från fältförsök utförda i olika ekosystemtyper runt om Jorden samt hur väl dessa modeller fångar ökningen i NPP på grund av den ökade koldioxidhalten från så kallade FACE-experiment (Free-Air Carbon Experiment).
Jag kommer också att visa hur dessa förenklade ekosystemproduktionsmodeller kan kopplas till modeller som simulerar mänskliga system. I två fallstudier, en i Europa och en i Sahelregionen i Afrika, så studeras dessa intergrerade system. I studien för Sahel, så studeras de kombinerade effekterna av klimatförändringar och populationsökningar på tillgången till NPP för mänsklig konsumtion.

• Författare: Florian Sallaba
• Avdelning/ar: Institutionen för naturgeografi och ekosystemvetenskap; BECC: Biodiversity and Ecosystem services in a Changing Climate
• Publiceringsår: 2016-11
• Språk: Engelska
• Fulltext: - 11 MB; Download statistics
• Dokumenttyp: Doktorsavhandling
• Förlag: Lund University, Faculty of Science, Department of Physical Geography and Ecosystem Science
• Ämne: Natural Sciences; Environmental Sciences; Geosciences, Multidisciplinary
• Nyckelord: Ecosystem Modelling; Meta-modelling; Net Primary Production; Global Change; Model coupling
• Status: Published
• Projekt: Biophysical and Human Controls of Land Productivity under Global Change. Development and Demonstration of Parsimonious Modelling Techniques.
• Handledare: Jonathan Seaquist; Stefan Olin; Veiko Lehsten
• ISBN/ISSN/Övrigt: ISBN: 978-91-85793-70-9; ISBN: 978-91-85793-69-3
• Försvarsdatum: 20 december 2016
• Försvarstid: 10:00
• Försvarsplats: Geocentre I, lecture hall “Världen”, Sölvegatan 10, Lund
• Opponent: Marc J. Metzger (Reader)