Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Production primaire brute (GPP)“

RÉSUMÉ Nous appliquons à la matrice intrants-extrants du Sénégal de 1990, désagrégée en activités formelles et informelles, une méthode d’analyse structurelle récente (analyse des flux minimaux) permettant de représenter les liens directs et indirects de production unissant ces activités. Nos résultats montrent que, dans le cas du Sénégal, des liens significatifs couvrent plus des deux tiers de la production brute et que les liens indirects ne peuvent pas être ignorés. En outre, activités formelles et informelles sont interreliées. Les activités informelles qui comptent en termes de liens appartiennent aux secteurs primaire et tertiaire (alors que pour les activités formelles le secteur secondaire a aussi des liaisons importantes avec le reste de l’économie). Finalement, la prise en compte des intrants importés, en plus des intrants produits localement, affecte la structure des liens au sein du secteur formel, mais peu au niveau du secteur informel.

Este trabajo analiza los cambios en la vegetación natural de la Comunidad Valenciana experimentados durante el periodo 2001-2018. Para ello se utiliza un producto de GPP (Gross Primary Production) diario a 1 km de resolución espacial obtenido con el modelo de eficiencia en el uso de la radiación propuesto por Monteith, combinando datos de observación de la Tierra (EO) (e.g., MODIS/Terra-Aqua y SEVIRI/MSG) y datos meteorológicos (e.g., precipitación y temperatura). La detección de cambios se ha llevado a cabo aplicando un análisis multi-resolución (AMR) basado en la transformada wavelet (TW) a las series temporales de GPP. Este análisis permite descomponer la serie en varias componentes con resoluciones temporales diferentes. La tendencia, positiva o negativa, de la componente que se asocia con la variabilidad interanual es la que determina el cambio, positivo (greening) o negativo (browning) de la actividad fotosintética a largo plazo. Los cambios graduales negativos detectados en la vegetación natural ponen de manifiesto la existencia de zonas caracterizadas con un cierto nivel de degradación y que, además, coinciden con zonas incluidas dentro de programas de conservación, como por ejemplo el Parque Natural de la serra d’ Espadà en Castellón. Para poder identificar estas zonas se han eliminado previamente las zonas con cambios bruscos negativos que son consecuencia de incendios en los que la regeneración de la vegetación es muy lenta o todavía no se ha completado. Estas zonas presentan un buen acuerdo con la cartografía de incendios proporcionada por la Generalitat Valenciana.

The cashew sector has taken a great economic interest, due to the strong global demand for raw nuts. However, in Burkina Faso, the productivity of orchards still remains low, a consequence of a lack of breeding program on the species. In order to increase yields and improve the quality of the raw nut, efficient clones must be developed. Surveys were carried out and a primary in situ collection was made from which a core collection of 15 trees was extracted. An agro-morphological description of the selected trees and an analysis of the structuration of the variability within them were carried out. The study revealed appreciable agro-morphological diversity through shape, size and color of apple, type of inflorescence, fruiting period and the health of trees. A structure of diversity based on agronomic criteria led to identify 5 groups of trees, characterized by an average weight of the nut between 6.64 and 8.32 g, a kernel rate between 28.10 and 31.26% and a yield per tree between 34.27 and 104.42 kg. Performing trees will be erected as heads of clones for the production of grafted plants. La filière anacarde a pris un grand intérêt économique, suite à la forte demande mondiale en noix brutes. Cependant, au Burkina Faso, la productivité des vergers demeure encore faible, conséquence d’une absence de sélection variétale du matériel végétal. En vue d’accroître les rendements et d’améliorer la qualité de la noix brute, une recherche de clones performants était indispensable. Des prospections ont été conduites et une collection primaire in situ a été constituée dont une core collection de 15 arbres a été extraite. Une description agro-morphologique des arbres sélectionnés et une analyse de la structuration de la variabilité en son sein ont été conduites. L’étude a révélé une diversité agro morphologique appréciable à travers la forme, le calibre et la couleur de la pomme, le type d’inflorescence, la période de fructification et l’état sanitaire des arbres. Une structuration de la diversité basée sur les critères agronomiques a permis d’identifier 5 groupes d’arbres, caractérisés par un poids moyen de la noix compris entre 6,64 et 8,32 g, un taux d’amande compris entre 28,10 et 31,26% et un rendement par arbre compris entre 34,27 et 104,42 kg. Les arbres les plus performants constitueront des têtes de clones pour la production de plants par greffage.

La fluorescence chlorophyllienne induite par le soleil (SIF) est désormais utilisée comme outil pour suivre la production primaire brute (GPP) du couvert végétal de différents écosystèmes. La SIF est importante pour comprendre le cycle global du carbone dans un contexte de changements climatiques. Cependant, l’usage de la SIF pour suivre les variations de la GPP est entravée par des facteurs confondants (propriétés biochimiques des feuilles, facteurs abiotiques, etc.). Dans cette thèse, on propose d’utiliser des observations à plusieurs échelles [satellitaires (TROPOMI et MODIS) et au sol] de la SIF, de réflectance, de la GPP et du rendement de la fluorescence chlorophyllienne par mesure active (FyieldLIF), utile pour observer les variations physiologiques de la végétation, afin d’abord 1) d’évaluer la force des liens GPP-SIF et de prédire la GPP à l’aide de mesures spatiales ; ensuite, 2) d’examiner les liens FyieldLIF-SIFy (SIF normalisé par le rayonnement photosynthétiquement actif, PAR) et les effets de structure du couvert végétal sur la SIF; et enfin 3) d’explorer l’influence de la structure de la canopée et des facteurs abiotiques sur les variations de la SIF et de la GPP et sur leurs liens. On constate que la force et la nature des liens GPP-TROPOMI SIF sur 40 sites de tours à flux dépendent du site et du type de végétation, reflétant l’hétérogénéité spatiale et temporelle de la couverture végétale du pixel TROPOMI. En outre, les mesures satellitaires de la SIF et de la réflectance prédisent plus de 80 % des variations de la GPP. Toutefois, on remarque que les réflectances à différentes bandes prises ensemble prédisent mieux la GPP que TROPOMI SIF, mais l’importance relative montre que la SIF est la variable la plus importante pour prédire la GPP (SIF plus les indices de végétation (VIs) comme variables explicatives). Ce résultat soutient qu’à des échelles spatiales larges la réflectance pourrait être utilisée pour estimer la GPP et que l’usage de la SIF comme proxy de la GPP soulève la question de savoir si l’information physiologique liée à la photosynthèse issue de la SIF pourrait être détectée à cette échelle. Par ailleurs, à partir de mesures au sol effectuées à Fontainebleau-Barbeau, on montre que FyieldLIF n’est pas corrélé avec SIFy à l’échelle diurne à cause des effets de géométrie d’éclairement. On constate aussi que les dynamiques diurnes de la SIF et du PAR décorrèlent lors des jours de ciel clair, montrant les effets de l’ombre sur la SIF. On montre aussi que la SIF et la réflectance peuvent être utilisées pour prédire FyieldLIF, tandis Φk (SIFy/FyieldLIF) (indicateur de l’interaction structure-éclairement) est corrélé à la réflectance et à la géométrie de la canopée. On souligne que les liens GPP-SIF et leurs variations dépendent de l’échelle temporelle considérée. Particulièrement, à l’échelle saisonnière, on observe que les variations de GPP, SIF, SIFy et FyieldLIF répondent au développement structurel et biochimique des canopées, ainsi qu’aux facteurs abiotiques. Lors des vaques de chaleurs, on constate que la SIF et les VIs (NDVI, NIRv et mNDI) d’une part et la SIF et le PAR d’autre part ne sont pas corrélés, tandis que GPP, SIF et FyieldLIF diminuent fortement. Ceci indique que SIF et FyieldLIF peuvent être utilisés pour suivre la photosynthèse du couvert en conditions de stress alors que les VIs ne peuvent pas. Cette réponse spécifique de la SIF et FyieldLIF comparée aux VIs souligne l’intérêt croissant de l’usage de la SIF comme proxy de la GPP dans des conditions climatiques changeantes. Toutefois, à l’échelle diurne, les interactions entre structure de la canopée et géometrie d’éclairement contrôlent les variations de la SIF, de la GPP et de la relation GPP-SIF. On recommande l’usage de la synergie réflectance-SIF et des mesures actives pour mieux comprendre les variations de la SIF et son lien avec la GPP sur d’autres types de couverts végétaux
Sun-Induced chlorophyll Fluorescence (SIF) is used as a tool to monitor Gross Primary Production (GPP) across different ecosystems. SIF is important to understand the global carbon cycle under changing climate conditions. However, the use of SIF to probe variations in GPP is challenged by confounding factors (canopy biochemical properties, abiotic factors, etc.). In this thesis, we proposed to use multiple scale measurements (spaceborne with the TROPOMI and MODIS sensors, and ground-based) of SIF, reflectance, GPP, and active chlorophyll fluorescence yield (FyieldLIF), useful to observe the physiological variations of the vegetation. In order, first, to evaluate the strength and the nature of the relationship between GP-SIF and to predict GPP using remote sensing metrics; second, to examine the relationship between FyieldLIF and SIFy (SIF normalized by the photosynthetically active radiation, PAR) and the effects of canopy structure and sun-canopy geometry on SIF signal, and third, to explore the influence of canopy structure, light intensity and abiotic factors on SIF and GPP variations and on their links. We found that the strength and the nature of the links between GPP and TROPOMI SIF, across forty flux sites, depend on sites and vegetation types. Further, combined use of SIF and reflectance from satellite observations predicted over 80% of GPP variations. However, we observed that daily surface reflectance at different bands when taken as a whole outperformed daily TROPOMI SIF in predicting GPP, but the relative importance of variables in the random forest model using SIF and VIs (NDVI, PRI and NIRv) as inputs to predict GPP shows that SIF is the most important variable for predicting GPP. This result indicates that at a broad spatial scale, reflectances could be used to predict GPP and the use of SIF as a proxy of GPP raises the question of whether the physiological information related to photosynthesis contained in SIF could be detected at this scale. Based on top-of-canopy measurements in Fontainebleau-Barbeau, we show that active FyieldLIF was not correlated with passive SIFy at the diurnal timescale due to sun-canopy geometry effects. We also observed that the diurnal patterns in SIF and PAR did not match under clear sky conditions, underlining the effects of shadows on the measured canopy SIF. We also showed that the SIF and the reflectance can be used to predict FyieldLIF, while Φk =SIFy/FyieldLIF (an indicator of the interaction between canopy structure and irradiance geometry) is strongly correlated with reflectance and sun-canopy geometry. The analyses show that the links between GPP and SIF and their variations, resulting from ground-based measurements, depend on the temporal scale considered. More specifically, at the seasonal scale, we observed that variations in GPP, SIF, SIFy and FyieldLIF respond to the structural and biochemical development of canopies and to variations in abiotic factors, especially during the heatwaves in 2022. During these extreme weather conditions, we observed that, on one hand, SIF and VIs (NDVI, NIRv and mNDI), and on the other hand, SIF and PAR are not correlated, while GPP, SIF and FyieldLIF strongly decreased. This indicates that SIF and FyieldLIF can be used to monitor impact on photosynthetic activity under stress conditions, while VIs cannot. This specific response of SIF and FyieldLIF compared to VIs highlights the growing interest in the use of SIF as a proxy of GPP under changing climate conditions. However, at the diurnal scale, the interactions between canopy structure and sun geometry, as well as the light intensity control the variations in SIF and GPP and their links. We strongly recommend the use of the synergy between reflectance, SIF and active fluorescence measurements to better understand the dynamics of SIF and its link to GPP in other vegetation types at the canopy scale

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
The net exchange of CO2 between the atmosphere and the ecosystem (NEE), represent the balance of the ecosystem respiration (Reco) and gross primary production (GPP), which are directly related to temperature and photosynthetic active radiation (PAR) respectively. Studies related to the exchange of CO2 between ecosystems and atmosphere has been conducted in different ecosystems, with the objective of finding the contribution of different ecosystems to the atmospheric CO2. For this it is important to have a continuous data series. However, these series may fail causing gaps in time series data. Here, were studied gapfilling techniques( multiple linear regression , nonlinear regressions , Look-up Tables, Mean diurnal variation and Neural networks) and the technique of non-linear regressions excel the other, it is indicated to fill the gaps when available variables weather temperature and radiation, not available when these forcings , advise the use of Mean Diurnal variation . Three years of CO2 fluxes over irrigated rice were used to compare the techniques: two years at the Cachoeira do Sul site and one year at Paraiso do Sul site, both located at Rio Grande do Sul. As a result of gapfilling by nonlinear regression, NEE was estimated to be -92 ± 80gC / m² (2010/2011) and 429 ± 188gC / m² (2011/2012), for Cachoeira do Sul and -43 ± 72gC / m² (2003/2004), for Paraíso do Sul.
As trocas líquidas de CO2 entre a atmosfera e o ecossistema (NEE) representam o balanço entre a respiração do ecossistema (Reco) e a produção primaria bruta (GPP), que estão diretamente relacionados à temperatura e a radiação fotossinteticamente ativa (PAR), respectivamente. Estudos relacionados às trocas de CO2 entre ecossistemas e a atmosfera têm sido realizados em diferentes sítios experimentais com o objetivo de conhecer quanto cada ecossistema contribui para o CO2 atmosférico. Para tanto, é importante ter uma série de dados contínuos. Conquanto, estas séries podem apresentar falhas, gerando lacunas nas séries temporais dos dados, que devem ser preenchidas. Neste trabalho, foram estudas técnicas de preenchimento de dados (Regressões lineares múltiplas, Regressões não lineares, Look-up Tables, Mean diurnal variation), Redes neurais para estimativa do NEE anual sobre culturas de arroz irrigado no estado do Rio Grande do Sul. Foram utilizados três anos de dados de NEE coletados em dois anos para o sítio de Cachoeira do Sul e um ano para Paraíso do Sul. As diferentes técnicas foram avaliadas através da incerteza e do calculo do erro na estimativa do NEE para lacunas artificiais de cada técnica. A técnica de regressões não lineares mostrou-se mais adequada, sendo indicada para o preenchimento das falhas quando disponíveis as variáveis meteorológicas de temperatura e radiação. Quando não disponíveis, o uso da Mean diurnal variation é aconselhada. Como resultado do preenchimento de dados por meio da técnica de Regressão não linear, foram estimados os seguintes valores acumulados de carbono: -92 ± 80gC / m² (2010/2011) e 429 ± 188gC / m² (2011/2012), para Cachoeira do Sul e -43 ± 72gC / m² (2003/2004), para Paraíso do Sul.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
The turbulent fluxes of carbon dioxide (CO2 ) were investigated in two sites of irrigated rice in southern Brazil, using the eddy covariance technique over 385 days of analysis at the site of Paraiso do Sul and 683 days in site Cachoeira do Sul also used the model of filling the gaps in order to estimate the net ecosystem exchange CO2 -C (NEE). Throughout the growing season, rice fields, both for the site of Paraiso do Sul to the site of Cachoeira do Sul, acted as carbon sinks (C). During fallow periods, these fields were the source of C. The NEE accumulated at the site of Cachoeira do Sul was similar in both cycles and practically equal to the estimated site of Paraiso do Sul. The GPP accumulated during the crop cycle 2010-2011, the rice field of Cachoeira do Sul, was less than 12% of the 2011-2012 cycle and higher than 15% of the site of Paraiso do Sul. The Re accumulated was similar at the site of Paraíso do Sul in the 2010-2011 cycle Cachoeira do Sul, but less than the 2011- 2012 cycle. The values of NEE, GPP and R e for the site of Paraíso do Sul were - 270.53 gCm2 , -821.19gCm2 and 527.59gCm2 , respectively. To the site of Cachoeira do Sul, were -282,53 gCm2 , -933,40gCm2 and 597,05gCm2 for NEE, GPP and Re , respectively, in the 2010-2011 cycle. For the 2011-2012 cycle in the rice field of Cachoeira do Sul, the values of NEE, GPP and Re were -279,69gCm2 , - 1062,64gCm2 and 716,58gCm2 , respectively. The total C accumulated over the period analyzed for the site of Paraíso do Sul was -45,90gCm2 , considering this area of rice cultivation, as a sink for C. While the growing area of Cachoeira do Sul was considered a source of C (19,94 gCm2 ). Showing by this that long periods of fallow contribute significantly to the accumulated fluxes due to constant presence of vegetation. The contribution of this work will assist in the investigation of CO2 in these ecosystems.
Os fluxos turbulentos de dióxido de carbono (CO2 ) foram investigados em dois sítios de cultura de arroz irrigado no Sul do Brasil, utilizando a técnica de covariância de vórtices ao longo de 385 dias de análise no sítio de Paraíso do Sul e de 683 dias, no sítio de Cachoeira do Sul. Além disso, utilizou-se o modelo de preenchimento das lacunas com o objetivo de estimar a troca líquida de C-CO2 no ecossistema (NEE). Ao longo do período de cultivo, os campos de arroz, tanto para o sítio de Paraíso do Sul quanto para o sítio de Cachoeira do Sul, atuaram como sumidouros de carbono (C). Durante os períodos de pousio, esses campos foram fontes de C. O NEE acumulado, no sítio de Cachoeira do Sul foi semelhante em ambos os ciclos e praticamente igual ao estimado no sítio de Paraíso do Sul. A GPP acumulada durante o ciclo de cultivo de 2010-2011, no campo de arroz de Cachoeira do Sul, foi inferior a 12% do ciclo de 2011-2012 e superior em 15% a do sítio de Paraíso do Sul. A Re acumulada foi semelhante no sítio de Paraíso do Sul e no ciclo de 2010- 2011 de Cachoeira do Sul, mas inferior a do ciclo de 2011-2012. Os valores de NEE, GPP e Re para o sítio de Paraíso do Sul foram de -270,53 gCm2 , -821,19gCm2 e 527,59gCm2 , respectivamente. Para o sítio de Cachoeira do Sul, foram de - 282,53gCm2 , -933,40gCm2 e 597,05gCm2 para NEE, GPP e Re , respectivamente, no ciclo de 2010-2011. Para o ciclo de 2011-2012, no campo de arroz de Cachoeira do Sul, os valores de NEE, GPP e Re foram de -279,69gCm2 , - 1062,640gCm2 e 716,58gCm2 , respectivamente. O total de C acumulado ao longo do período analisado para o sítio de Paraíso do Sul foi de -45,90gCm2 , considerando esta área de cultivo de arroz, como um sumidouro de C. Enquanto que a área de cultivo de Cachoeira do Sul foi considerada fonte de C (19,94 gCm2 ). Mostrando com isso, que períodos longos de pousio contribuem consideravelmente para os fluxos acumulados devido a permanência constante de vegetação. A contribuição deste trabalho auxiliará na investigação das emissões de CO2 nesses ecossistemas.

Les zones côtières ne sont prises en compte dans les budgets globaux de CO2 atmosphérique que depuis peu. Il s’avère que bien qu’elles ne représentent globalement que de faibles superficies, les flux de carbone et de nutriments y sont très significatifs à l’échelle globale. On sait peu de chose sur le comportement des écosystèmes lagunaires vis-à-vis du CO2 et, encore moins des zones intertidales où les échanges avec l’atmosphère ont lieu alternativement avec l’eau et le sédiment. Les objectifs de cette étude ont été d’une part, d’établir le bilan de carbone échangé entre la lagune d’Arcachon, l’atmosphère et le milieu terrestre, et d’autre part de mettre en relation ces flux avec la production nette de l’écosystème (NEP) afin de mieux caractériser le statut métabolique de celle-ci ainsi que les facteurs environnementaux clés. Pour cela, nous avons mis en place pour la première fois et à différentes saisons et stations, des mesures directes de flux de CO2 par Eddy Corrélation, une méthode fonctionnant en continu pendant l’immersion et l’émersion. En parallèle, les apports de carbone terrestre sous ses différentes formes ont été quantifiés par un suivi annuel sur 9 rivières alimentant la lagune. L’export total de carbone par le bassin versant à travers les eaux de surface des rivières est estimé à 116 t C km-2 an-1 dont 39% est exporté à la lagune sous forme organique dissoute (DOC) du fait de la prédominance de podzols dans le bassin versant. La forte minéralisation de la matière organique terrestre dans les sols et eaux souterraines sursature largement les eaux en CO2 et l’export sous forme de carbone inorganique dissoute (DIC) représente environ 21%. La formulation d’un modèle mathématique, le « StreamCO2-DEGAS », basé sur les mesures de pCO2, de concentrations et de compositions isotopiques en DIC a permis de montrer que 43% de l’export total de carbone était dégazé sous forme de CO2 depuis les rivières vers l’atmosphère, réduisant alors le flux net entrant dans la lagune à 66 t C km-2 an-1. Concernant la mesure de flux verticaux, l’analyse cospectrale ainsi que les résultats obtenus en adéquation avec les contrôles physiques et biologiques aux différentes échelles tidale, diurne et saisonnières, ont permis de valider la méthode de l’Eddy Covariance en zone intertidale. Sur l’ensemble de la période de mesures, les flux de CO2 étaient faibles, variant entre -13 et 19 µmol m-2 s-1. Des puits de CO2 atmosphérique à marée basse le jour ont été systématiquement observés. Au contraire, pendant l’immersion et à marée basse la nuit, des flux positifs ou négatifs ou proche de zéro ont été observés suivant la saison et la station étudiées. L’analyse concomitante des flux de CO2 et des images satellites du platier à marée basse le jour a clairement permis de discriminer l’importance relative des deux cycles métaboliques distincts des principaux producteurs primaires avec (1) les herbiers de Zostera noltii à cycle annuel long, dominant la NEP en été et en automne à la station la plus centrale et (2) les communautés microphytobenthiques, dominant la production primaire brute (PPB) au printemps à la même station et en automne au fond du bassin. Un recyclage rapide de cette production durant l’immersion et l’émersion a aussi clairement été mis évidence. Au vue des différents résultats, la technique d’Eddy Covariance utilisée en zone intertidale laisse envisager d’intéressantes perspectives en termes de connaissances sur les budgets de carbone et les processus écologiques et biogéochimiques dans la zone côtière
The coastal zone is only taken into account since recently in global carbon budgeting efforts. Although covering globally modest surface areas, carbon and nutrient fluxes in the coastal zone appear significant at the global scale. However, little is known about the CO2 behaviour in lagoons and even less in intertidal zones where exchanges with the atmosphere occur alternatively with the water and the sediment. The purposes of this work are, on one hand, to establish the carbon budget between the Arcachon lagoon, the atmosphere and the terrestrial watershed and on the other hand, to link these fluxes with the net ecosystem production (NEP) and better characterize its metabolic status along with the relevant environmental factors. For the first time, CO2 flux measurements by Eddy Correlation have been carried out at different seasons and stations in the tidal flat. In parallel, the total terrestrial carbon export from river waters has been quantified throughout a complete hydrological cycle in nine watercourses flowing into the lagoon. The total carbon export from the watershed through surface river waters is estimated at 116 t C km-2 yr-1 on which 39% is exported to the lagoon as dissolved organic carbon (DOC) owing to the predominance of podzols in the watershed. Intense organic matter mineralization in soils and groundwaters largely over-saturate river waters in CO2 on which export accounts for 21% as dissolved inorganic carbon (DIC). The mathematical “StreamCO2-DEGAS” model formulation based on water pCO2, DIC concentrations and isotopic composition measurements permits to show that 43% of the total carbon export was degassed as CO2 from the riverine surface waters to the atmosphere, lowering then this latter to 66 t C km-2 yr-1. With respect to the CO2 flux measurements in the lagoon, cospectral analysis and the well accordance of results with physical and biological controls at the tidal, diurnal and seasonal time scales permit to validate the Eddy Correlation technique over tidal coastal zone. CO2 fluxes with the atmosphere, during each period, were generally weak and ranged between -13 and 19 µmol m-2 s-1. Low tide and daytime conditions were always characterized by an uptake of atmospheric CO2. In contrast, during the immersion and during low tide at night, CO2 fluxes where either positive or negative, or close to zero, depending on the season and the site. The concomitant analysis of CO2 fluxes with satellite images of the lagoon at low tide during the day clearly discriminate the relative importance of the two distinct metabolic carbon cycling involving the main primary producers, i.e. (1) the Zostera noltii seagrass meadow predominance on the NEP in autumn and summer in the more central station, with an annual cycling and (2) the microphytobenthos community predominance on the gross primary production (GPP) in spring at the same station and in autumn in the inner part of the bay where a rapid carbon cycling during the immersion and the emersion was clearly highlighted. The different results obtained with the Eddy Correlation technique over tidal flats opens interesting perspectives on the knowledge of the carbon budget and the biogeochemical and ecological processes within the coastal zone