Soil organic carbon models need independent time-series validation for reliable prediction
Julia Le Noë
(1, 2)
,
Stefano Manzoni
(3, 4)
,
Rose Z Abramoff
(5, 6)
,
Tobias Bölscher
(7)
,
Elisa Bruni
(1, 5)
,
Rémi Cardinael
(8, 9, 10)
,
Philippe Ciais
(5, 6)
,
Claire Chenu
(7)
,
Hugues Clivot
(11)
,
Delphine Derrien
(12)
,
Fabien Ferchaud
(13, 14)
,
Patricia Garnier
(7)
,
Daniel Goll
(5)
,
Gwenaëlle Lashermes
(11)
,
Manuel Martin
(15)
,
Daniel Rasse
(16)
,
Frédéric Rees
(7)
,
Julien Sainte-Marie
(17)
,
Elodie Salmon
(5, 18, 6)
,
Marcus Schiedung
(19)
,
Josh Schimel
(20)
,
William Wieder
(21, 22)
,
Samuel Abiven
(1)
,
Pierre Barré
(23)
,
Lauric Cécillon
(1, 24)
,
Bertrand Guenet
(5, 1)
1
LGENS -
Laboratoire de géologie de l'ENS
2 iEES Paris - Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris
3 Department of Physical Geography [Stockholm]
4 Bolin Centre for Climate Research
5 LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]
6 LBNL - Lawrence Berkeley National Laboratory [Berkeley]
7 ECOSYS - Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes
8 UPR AIDA - Agroécologie et Intensification Durables des cultures annuelles
9 Cirad-PERSYST - Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux
10 UZ - University of Zimbabwe
11 FARE - Fractionnement des AgroRessources et Environnement
12 BEF - Unité de recherche Biogéochimie des Ecosystèmes Forestiers
13 BioEcoAgro - UMR transfrontalière INRAE 1158
14 UMR Eco&Sols - Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes
15 Info&Sols - Info&Sols
16 NIBIO - Norsk institutt for bioøkonomi=Norwegian Institute of Bioeconomy Research
17 SILVA - SILVA
18 ORNL - Oak Ridge National Laboratory [Oak Ridge]
19 UZH - Universität Zürich [Zürich] = University of Zurich
20 EEMB - Department of Ecology, Evolution and Marine Biology [Santa Barbara]
21 CGD - Climate and Global Dynamics Division [Boulder]
22 INSTAAR - Institute of Arctic Alpine Research [University of Colorado Boulder]
23 ENS-PSL - École normale supérieure - Paris
24 ECODIV - Etude et Compréhension de la biodiversité
2 iEES Paris - Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris
3 Department of Physical Geography [Stockholm]
4 Bolin Centre for Climate Research
5 LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]
6 LBNL - Lawrence Berkeley National Laboratory [Berkeley]
7 ECOSYS - Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes
8 UPR AIDA - Agroécologie et Intensification Durables des cultures annuelles
9 Cirad-PERSYST - Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux
10 UZ - University of Zimbabwe
11 FARE - Fractionnement des AgroRessources et Environnement
12 BEF - Unité de recherche Biogéochimie des Ecosystèmes Forestiers
13 BioEcoAgro - UMR transfrontalière INRAE 1158
14 UMR Eco&Sols - Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes
15 Info&Sols - Info&Sols
16 NIBIO - Norsk institutt for bioøkonomi=Norwegian Institute of Bioeconomy Research
17 SILVA - SILVA
18 ORNL - Oak Ridge National Laboratory [Oak Ridge]
19 UZH - Universität Zürich [Zürich] = University of Zurich
20 EEMB - Department of Ecology, Evolution and Marine Biology [Santa Barbara]
21 CGD - Climate and Global Dynamics Division [Boulder]
22 INSTAAR - Institute of Arctic Alpine Research [University of Colorado Boulder]
23 ENS-PSL - École normale supérieure - Paris
24 ECODIV - Etude et Compréhension de la biodiversité
Julia Le Noë
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1253089
Stefano Manzoni
- Fonction : Auteur
- PersonId : 779528
- ORCID : 0000-0002-5960-5712
Rose Z Abramoff
- Fonction : Auteur
- PersonId : 805561
- ORCID : 0000-0002-3393-3064
Tobias Bölscher
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1225962
- IdHAL : tobias-bolscher
- ORCID : 0000-0001-5305-0616
Elisa Bruni
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1210651
- ORCID : 0000-0001-8074-0516
Rémi Cardinael
- Fonction : Auteur
- PersonId : 170813
- IdHAL : remi-cardinael
- ORCID : 0000-0002-9924-3269
- IdRef : 192789465
Philippe Ciais
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756308
- ORCID : 0000-0001-8560-4943
- IdRef : 092241700
Claire Chenu
- Fonction : Auteur
- PersonId : 20428
- IdHAL : claire-chenu
- ORCID : 0000-0001-9054-0489
- IdRef : 090207068
Hugues Clivot
- Fonction : Auteur
- PersonId : 744980
- IdHAL : hugues-clivot
- ORCID : 0000-0002-5723-6925
- IdRef : 169657183
Fabien Ferchaud
- Fonction : Auteur
- PersonId : 8802
- IdHAL : fabien-ferchaud
- ORCID : 0000-0002-2078-3570
- IdRef : 119929686
Daniel Goll
- Fonction : Auteur
- PersonId : 751001
- IdHAL : daniel-goll
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Gwenaëlle Lashermes
- Fonction : Auteur
- PersonId : 176270
- IdHAL : gwenaelle-lashermes
- ORCID : 0000-0002-8269-3562
- IdRef : 092914616
Julien Sainte-Marie
- Fonction : Auteur
- PersonId : 8049
- IdHAL : julien-sainte-marie
- ORCID : 0000-0002-8108-3519
- IdRef : 18139989X
Elodie Salmon
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1163745
- ORCID : 0000-0001-5066-4591
Marcus Schiedung
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1224841
- ORCID : 0000-0002-0185-9867
Josh Schimel
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1253090
- ORCID : 0000-0002-1022-6623
William Wieder
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1253091
- ORCID : 0000-0001-7116-1985
Lauric Cécillon
- Fonction : Auteur
- PersonId : 742373
- IdHAL : lauric-cecillon
- ORCID : 0000-0001-7795-2382
- IdRef : 133997081
Résumé
Abstract Numerical models are crucial to understand and/or predict past and future soil organic carbon dynamics. For those models aiming at prediction, validation is a critical step to gain confidence in projections. With a comprehensive review of ~250 models, we assess how models are validated depending on their objectives and features, discuss how validation of predictive models can be improved. We find a critical lack of independent validation using observed time series. Conducting such validations should be a priority to improve the model reliability. Approximately 60% of the models we analysed are not designed for predictions, but rather for conceptual understanding of soil processes. These models provide important insights by identifying key processes and alternative formalisms that can be relevant for predictive models. We argue that combining independent validation based on observed time series and improved information flow between predictive and conceptual models will increase reliability in predictions.
Domaines
Sciences de l'environnement
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte