LIFE OrgBalt projekts sniedz ieguldījumu nacionālo siltumnīcefekta gāzu (SEG) emisiju aprēķinu uzlabošanā projekta teritorijā gan izveidojot demonstrācijas vietas SEG emisiju mērīšanai, gan izmantojot SEG emisiju modelēšanas rīkus, kur faktiskie mērījumi nav iespējami. Somijas Dabas resursu institūta (Natural Resource Institute Finland – Luke) izveidotais meža organisko augšņu simulācijas rīks SUSI izmanto hidroloģisko modeli, kam nepieciešama laikapstākļu un mežaudžu datu ievade, lai novērtētu ūdens līmeni un iegūtu SEG emisiju līmeņa prognozes organiskajām augsnēm. Šajā tehniskajā rakstā skaidroti simulācijas rīka galvenie darbības principi.
Organiskās augsnes un to nosusināšana
Organisko augšņu simulācijas rīks SUSI ir programmatūras pakotne, ko izmanto meža organisko augšņu ekosistēmu hidroloģijas, mežaudžu augšanas un barības vielu pieejamības modelēšanai dažādu apsaimniekošanas veidu, vides apstākļu tipu un laikapstākļu scenārijiem. Ņemot vērā ievadītos laikapstākļu un mežaudžu datus, SUSI aprēķina pētniekus interesējošos vienumus, lai veiktu prognožu aplēses un apsaimniekošanas iespēju salīdzinājumu. SUSI rīka pamatā ir joslas hidroloģijas modelis, kas simulē ūdens līmeni uz lineāras joslas, kas ir perpendikulāra diviem robežgrāvjiem. Savukārt, hidroloģiskie dati kopā ar citām programmatūras sastāvdaļām tiek izmantoti, lai novērtētu, piemēram, siltumnīcefekta gāzu emisijas, barības vielu plūsmas un mežaudžu augšanu.
Visbūtiskākais ir tas, ka siltumnīcefekta gāzu emisijas prognozes iespējams veikt balstoties uz zināšanām par ūdens līmeni un citiem modelī ietvertajiem vienumiem. Modeļa pievienotā vērtība ir šo aprēķinu veikšana vietām, kurām nav pieejami faktiskie siltumnīcefekta gāzu mērījumi. Modelēšanai ir nepieciešami tikai laikapstākļu un mežaudžu dati, kas ir salīdzinoši viegli pieejami.
Modeļa apraksts
SUSI modeļa apraksts nesen publicēts izdevumā Forests (doi: 10.3390/f12030293). Publikācijā aprakstīta modeļa struktūra un vienādojumi, kā arī ietverta modeļa validācija, izmantojot plašu Somijas datu kopu.
Modelis tā lietošanai Python vidē ir publiski pieejams vietnē https://github.com/annamarilauren/susi, padarot simulācijas rīka izmantošanu pieejamu ikvienam. Modelim nepieciešamie ievades lielumi ir nedaudzi izvēlētajai vietai raksturīgi parametri, laikapstākļu dati dienas griezumā un mežaudzes augšanas gaitas līknes ar biomasas proporcijas sadalījumu.
Modeļa galvenais elements ir augsnes hidroloģijas simulācija joslā starp diviem grāvjiem. Efektīvā ūdens ieplūde augsnes profilā tiek aprēķināta no ievaddatiem, proti nokrišņu daudzuma, mežaudzes un zemsedzes veģetācijas uztveršanas spējas, kā arī virszemes noteces un iztvaikošanas . Pēc tam augsnes ūdens profils sasniedz līdzsvaru ar robežizvadiem, kas ir grāvji abās joslas pusēs.
Izmantošana LIFE OrgBalt projektā
LIFE OrgBalt projekta ietvaros modelis ir paplašināts, lai papildus sākotnējā aprakstā norādītajām oglekļa dioksīda emisijām novērtētu arī metāna un dislāpekļa oksīda emisijas. Turklāt simulācijas modeļa lietotāju saskarnē ir veikti uzlabojumi, padarot to pieejamāku plašam pētnieku lokam. Plānots, ka modelis tiks izmantots, lai īstenotu liela mēroga emisiju prognozes no organiskajām augsnēm visām projektā iesaistītajām valstīm ar mērķi uzlabot to siltumnīcefekta gāzu emisiju aprēķinus.