Report ofReport of Pushchino 1 Pushchino 1 Team TeamA.Komarov, A.Mikhailov, S.BykhovetsA.Komarov, A.Mikhailov, S.Bykhovets

Institute of Physicochemical and Institute of Physicochemical and Biological Problems in Soil Science Biological Problems in Soil Science

of Russian Academy of Sciencesof Russian Academy of Sciences

20052005

INTAS 01-0633 SILVICSINTAS 01-0633 SILVICS

TopicsTopics

Developing software for a new version of ROMUL model

Incorporation of a new experimental data into the models

Applications of the EFIMOD model for evaluation of carbon balance at different external impacts^

• nitrogen deposition,• climate change• windfalls• forests fires,

Application the EFIMOD model for different silvicultural scenarios for Russky les and Chukhloma case studies

Elaboration of a new ROMUL version

The kinetic coefficients of litter and SOM mineralisation were re-calculated using exact solution of the differential equations of the ROMUL model and interpolation Bleasdale function (S.Bykhovets, A. Komarov and M.A. Nadporozhskaya)

This allowed to specify the mineralisation rate in two sub horizons of forest floor (F and H) and a peat

A structure and test program of a new version of ROMUL model was compiled and preliminary tested

New version of ROMUL (Oleg)New version of ROMUL (Oleg)

Carbon in trees at different silvicultural

scenarios

0

50

100

150

200

5 55 105 155

years

тС/h

a

А

Б

В

Г

Carbon balance in forest-soil system

I

0

200

400

600

800

1000

1200

А Б В Г

тС/г

а

1 2 3 4

II

-100

-50

0

50

100

150

А Б В Г

тС/г

аI – main carbon flows in the ecosystem:

1 – NPP; 2 – СО2 emission; 3 – harvested carbon;

4 – burning of cutting residuals. II – Carbon balance.

Carbon dynamics in trees at different levels of nitrogen deposition

А

0

50

100

150

200

250

1 51 101 151 201

годы моделирования

тС/г

а

Б

0

50

100

150

200

250

1 51 101 151 201

годы моделирования

тС/г

а

В

0

50

100

150

200

250

1 51 101 151 201годы моделирования

тС/г

а

Г

0

50

100

150

200

250

1 51 101 151 201

годы моделирования

тС/г

а

0 кг 6 кг

12 кг 20 кг

Carbon dynamics in soil at different levels of nitrogen deposition

А

020406080

100120

1 51 101 151 201

годы моделирования

тС/г

а

Б

020406080

100120

1 51 101 151 201

годы моделирования

тС/г

а

В

020406080

100120

1 51 101 151 201

годы моделирования

тС/г

а

Г

020406080

100120

1 51 101 151 201

годы моделирования

тС/г

а

0 кг 6 кг

12 кг 20 кг

Carbon balance in forest-soil system at different

levels of nitrogen deposition 0 кг

-80-302070

120170220270

А Б В Г

тС/г

а

6 кг

-80-302070

120170220270

А Б В Г

тС/г

а

12 кг

-80-302070

120170220270

А Б В Г

тС/г

а

20 кг

-80-302070

120170220270

А Б В Г

тС/г

а

Climate change. Comparison of stable climate and HadCM3 forecast Climate change. Comparison of stable climate and HadCM3 forecast (Moscow region)(Moscow region)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

1 21 41 61 81 101 121 141

годы моделирования

тем

п. в

озд

ух

а

1

2

Difference in carbon dynamics at warming and stable climate

-10

0

10

20

30

40

50

60

1 51 101 151

годы моделирования

тС/г

а

-10

0

10

20

30

40

50

60

0 50 100 150

годы моделирования

тС/г

а-30-25-20-15-10

-505

1 51 101 151

годы моделирования

тС/г

а

-30

-25

-20

-15-10

-5

0

5

0 50 100 150

годы моделирования

тС/г

а

АБВГ

Left – nitrogen deposition 6kg/ha/year, Right – 12 kg/ha/year. Top – trees, bottom - soil

Carbon balance for 150 year at stable and changing

climate

I

-45

10

65

120

175

А Б В Г

тС/г

а

II

-45

10

65

120

175

А Б В ГтС

/га

Норм.

Потеп.

I – 6 kg/ha/year,

II – 12 kg/ha/year.

SOM dynamics in spruce forest in Vaccinium forest type

at forest fires: left after 100 years repeating, right – after 50 years

repeating

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

1 26 51 76 101 126 151 176 201

годы

кг/.

кв.м

лесная подстилкалабильный гумусстабильный гумуссуммарное органическое вещство почвыэмиссия СО2 из почвы

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

1 26 51 76 101 126 151 176 201

годы

кг./к

в.м

лесная подстилкалабильный гумусстабильный гумуссуммарное органическое вещество почвыэмиссия СО2 из почвы

Soil recovering and CO2 emission at forest fires in pine

forest in Myrtillus forest type

with different type steps

0

5

10

15

20

25

1 26 51 76 101

годы

кг\к

в.м

лесная подстилкалабильный гумусстабильный гумуссуммарное органическое вещество почвыэмиссия СО2 из почвы

0

5

10

15

20

25

1 26 51 76

годы

кг/кв

.млесная подстилкалабильный гумусстабильный гумуссуммарное органическое вещество почвыэмиссия СО2 из почвы

Biodiversity (Larisa)Biodiversity (Larisa)

Links to other projects EU INTAS Project 01 512 Podzol Russian Federal Science and Technology Program

“Global Climate Changes and Carbon Cycle”, part 14 “Soil as a source of greenhouse gases”

Russian Academy of Sciences Program “Environmental and Climatic Changes: Natural Disasters”

Russian Foundation of Basic Researches “An assessment of the influence of nitrogen emission on productivity and carbon sink in the forests in Moscow region at different silvicultural scenarios: the modelling approach”

Publications for the period 2003-2004

International journalsPublished 3Submitted 3

Proceedings and national journalsPublished 7Submitted 3

Abstracts to conferences 14Presentations at Conferences

National 9International 11