Mise au point du modèle DNDC pour améliorer l’hydrologie du sol et intégrer le mécanisme de drainage souterrain : analyse comparative avec le modèle RZWQM2

Citation

Smith, W., Grant, B., Qi, Z., He, W., VanderZaag, A., Drury, C.F., Helmers, M. (2020). Development of the DNDC model to improve soil hydrology and incorporate mechanistic tile drainage: A comparative analysis with RZWQM2. Environmental Modelling and Software, [online] 123 http://dx.doi.org/10.1016/j.envsoft.2019.104577

Résumé en langage clair

Le modèle de décomposition et de dénitrification (DNDC) comporte des limites connues pour ce qui est de simuler l’hydrologie du sol, ce qui peut influer fortement sur les estimations de la croissance des cultures, de la variation du carbone dans le sol et des émissions de GES. Dans le cadre de la présente étude, nous avons amélioré le cadre de référence de l’eau du sol du DNDC en incluant un nouveau sous-modèle pour le drainage souterrain, l’amélioration du flux d’eau, la dynamique de la croissance racinaire et un profil de sol hétérogène et plus profond. Nous avons ensuite effectué des comparaisons avec le modèle de la qualité de l’eau de la zone des racines, en utilisant des mesures du stockage de l’eau dans le sol, du ruissellement et du drainage dans l’est du Canada et le Midwest américain. La simulation du stockage de l’eau dans le sol, du débit d’eau quotidien et de la charge en azote dans les tuyaux de drainage a été améliorée à la suite de la mise au point du modèle. Le modèle DNDC a été en mesure de rendre compte des différences observées dans les pertes d’eau et de N entre le drainage classique et le drainage contrôlé avec sous-irrigation. Les améliorations apportées au cadre hydrologique du modèle DNDC devraient améliorer sa performance pour l’estimation de la durabilité et de la résilience des systèmes de culture.

Résumé

© 2019. Le modèle de dénitrification et de décomposition (DNDC) comporte des limites connues pour ce qui est de la simulation de l’hydrologie du sol, ce qui peut influer fortement sur les processus biogéochimiques. Pour cette étude, le cadre hydrologique du modèle DNDC a été amélioré grâce à l'inclusion d'un nouveau sous-modèle pour le mécanisme de drainage souterrain, l’amélioration du flux d’eau, la dynamique de la croissance des racines et un profil pédologique plus profond et hétérogène. Nous avons ensuite effectué des comparaisons avec le modèle de qualité de l’eau de la zone des racines (RZWQM2), en utilisant des mesures du stockage de l’eau dans le sol, du ruissellement et du drainage dans l’est du Canada et le Midwest américain. La simulation du stockage de l’eau dans le sol (DNDC 0,81 ≤ d ≤ 0,90; RZWQM2 0,76 ≤ d ≤ 0,84), du débit quotidien de l’eau (DNDC 0,76 ≤ d ≤ 0,88; RZWQM2 0,77 ≤ d ≤ 0,90) et de la charge en azote dans les tuyaux de drainage a été améliorée à la suite de la mise au point du modèle. Le modèle DNDC a été en mesure de rendre compte des différences observées dans les pertes d’eau et de N entre le drainage classique et le drainage contrôlé avec sous-irrigation. Les améliorations apportées au cadre hydrologique du modèle DNDC devraient permettre la mise au point de processus biogéochimiques améliorés.