Simulation of Mediterranean forest carbon pools under expected environmental scenarios

Simulating the effects of possible environmental changes on the forest carbon budget requires the use of calibrated and tested models of ecosystem processes. A recently proposed simulation approach based on the use of the BIOME-BGC model was applied to yield estimates of present carbon fluxes and pools in Tuscany forests (central Italy). After the validation of these estimates against existing ground data, the simulation approach was used to assess the impact of plausible climate changes (+2 °C and increased [CO.sub.2] concentration) on forest carbon dynamics (gross primary production (GPP), net primary production (NPP), and relevant allocations). The results indicate that the temperature change tends to inhibit all production and allocation processes, which are instead enhanced by the [CO.sub.2] concentration rise. The combination of the two factors leads to a general increase in both GPP and NPP that is higher for deciduous oaks and chestnut (+30% and 24% for GPP and +42% and 31% for NPP, respectively). Additionally, vegetation carbon is slightly increased, while total soil carbon remains almost unchanged with respect to the present conditions. These findings are analyzed with reference to the Tuscany forest situation and previous studies on the subject. Resume: Pour simuler les effets de changements environnementaux potentiels sur le bilan du carbone des forets, il faut utiliser des modeles de processus des ecosystemes qui ont ete calibres et testes. Une approche de simulation proposee recemment et basee sur l'utilisation du modele BIOME-BCG a ete appliquee pour produire des estimations des flux actuels et des reservoirs de carbone dans les forets de la Toscane, dans le centre de l'Italie. Apres avoir valide ces estimations avec les donnees terrain existantes, la simulation a ete utilisee pour evaluer l'impact de changements climatiques plausibles (+2 °C et augmentation de la concentration de [CO.sub.2]) sur la dynamique du carbone de la foret (production primaire brute (PPB), production primaire nette (PPN) et les locations pertinentes). Les resultats indiquent que le changement de temperature a tendance a inhiber tous les processus de production et d'allocation qui sont par contre stimules par l'augmentation de la concentration de [CO.sub.2]. La combinaison des deux facteurs se traduit par une augmentation generale de la PPB et de la PPN qui est plus elevee chez les chenes caducifolies et le chataignier (respectivement +30% et 24% pour la PPB et +42% et 31% pour la PPN). De plus, la quantite de carbone dans la vegetation est legerement plus elevee tandis que la quantite totale de carbone dans le sol demeure pratiquement inchangee par rapport aux conditions actuelles. Ces resultats sont analyses a la lumiere de la situation de la foret toscane et des etudes precedentes sur le sujet. [Traduit par la Redaction]
Introduction The increasing level of atmospheric [CO.sub.2] and consequent global climate change are enhancing the need for assessing the amount of carbon stored by terrestrial ecosystems as well as for [...]