Soil organic carbon in Upper East Region, Ghana : mesaurements and modelling

Sueco. Populärvetenskaplig sammanfattning: Som ett svar på den förstärkta växthuseffekten föreslogs vid Kyotokonferensen 1997 en handel med utsläppsrättigheter och åtgärder som reducerar koldioxidhalten i atmosfären. De påvisat ökade halterna av koldioxid i atmosfären har uppmärksammat kolcykeln och visat på behovet av en ökad kunskap om den globala kolcykeln. Detta kan uppnås med hjälp av ekologiska modeller. En av dem är ”CENTURY soil organic matter model”. I denna studie utvärderas CENTURY, och påverkan av olika markanvändning och odlingsintensitet på kolinnehållet i jorden undersöks. Fältstudien har utförts i det semiarida Upper East Region i Ghana, emedan savanner har en stor potential för upptag av kol. Jordprover togs i februari år 2000, vid markytan och på 20 cm djup, i obrukade områden, kontinuerligt odlade fält och i fält med trädesperioder. Klimatdata, jordbruksdata och data om jordegenskaper samlades in och användes i modellen. Det simulerade kolinnehållet jämfördes med det observerade för att utvärdera hur användbar modellen är. Högst kolinnehåll uppvisade obrukade områden, medan odling visade sig ha en minskande effekt på kolinnehållet. Fält med trädesperioder hade ett lägre kolinnehåll än kontinuerligt odlade fält. Gödsel ökade kolhalterna och utövade ett viktigt inflytande över kolinnehållet. De finare kornstorleksfraktionerna var korrelerade med kolinnehållet i kontinuerligt odlade fält och i obrukade områden. En signifikant korrelation mellan observerat och simulerat kolinnehåll påvisades endast i fält med trädesperioder, där det simulerade kolinnehållet var 10% högre än det observerade. Slutsatsen av våra resultat är att CENTURY, med tillgänglig data, inte är tillräckligt bra för uppskattning av kolinnehållet i jorden i denna miljö, där tillförseln av gödsel är hög. Endast en utav de tre markanvändningsklasserna erhöll signifikanta simulerade kolvärden vid jämförelse med observerade kolvärden. Trovärdheten i korrelationen mellan dessa avspeglas i insamlad data, modellens struktur eller en kombination av de båda.

Inglés. As a response to the enhanced greenhouse effect International Emissions Trading and Clean Development Mechanism were proposed as countermeasures at the Kyoto climate conference, in 1997. The observed raise in levels of atmospheric carbon dioxide has increased attention on the carbon cycle and claimed the need of more knowledge and understanding of the global carbon cycle. This can be obtained by the use of ecological models. One of these is the CENTURY soil organic matter model. In this study, we evaluate the CENTURY model and investigate what effect different land use and cultivation intensity has on carbon content in soil. The field study was performed in the semi-arid Upper East Region of Ghana, since savannas have large potentials for carbon sequestration. Soil samples were taken in February of 2000, at the surface and at 20 cm depth in uncultivated areas, continuously cultivated fields and in fields with fallow periods. Data regarding climate, soil management and soil properties were gathered and entered into the model. Simulated carbon content was compared with observed carbon content to evaluate the usefulness of the model. The highest carbon content existed in uncultivated areas, whereas cultivation was found to have a decreasing effect on the carbon content. Fields with fallow periods had lower carbon content than continuously cultivated fields. Manure increased carbon levels, and exerted an important influence over soil organic carbon. The finer soil fractions were correlated with the carbon content in continuously cultivated fields and in uncultivated areas. A significant correlation between observed and simulated carbon content did only exist on fields with fallow periods, where CENTURY overestimated the carbon content with 10%. The conclusion of our results is that simulations with CENTURY, using available data, are not suitable for estimations of carbon content in an environment with this high application of manure, since the model only could estimate true content in one of the three land use classes. The credibility of the correlation between observed and simulated carbon content is reflected by gathered information, by the structure of the model or by a combination of them both.