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      LI-COR EC應用案例 | 鹽沼生態系統NEE和CH4通量受物候期影響,整體表現為凈碳源

      來源:北京力高泰科技有限公司 發布時間:2021-11-19 14:22:04 點擊數:163 使用提問 咨詢價格

      原文以 Biophysical drivers of net ecosystem and methane exchange across phenological phases in a tidal salt marsh為標題發表在Agricultural and Forest Meteorology(IF=5.734)上。

      作者 Alma V′azquez-Lule, Rodrigo Vargas

      鹽沼(Salt marshes)是海岸帶藍碳生態系統的重要組成部分。然而,有關這種生態系統 NEE 和CH4的通量數據非常缺乏,這限制了對該生態系統碳動態過程的理解。

      研究者們使用LI-COR渦度相關通量觀測系統,重點關注物候過程(返青期、生長期、枯黃期和休眠期)對NEE 和CH4通量的影響。

      研究者們分析了3年的通量數據。結果顯示,不同物候期內的NEE 存在顯著差異(P<0.05);CH4通量在返青期和休眠期差異不大,而在其他物候期差異較大。

      在生長期內,該生態系統的凈碳吸收量為-61gC-CO2 m-2;而在休眠期,該生態系統的凈碳釋放量為182 g C-CO2 m-2,占年釋放總量的72%。因此,非生長季的碳釋放抵消了生長季的碳吸收。

      在生長期內,CH4釋放量為3.7 gC-CH4 m-2;在枯黃期內,該值為4.2 gC-CH4 m-2。

      在日時間尺度上,光合有效輻射PAR是NEE的主要驅動因子;而水位、水溫和大氣壓強是CH4通量的主要驅動因子。

      整體而言,該鹽沼生態系統是凈碳源:CO2釋放速率是13-201 gC-CO2 m-2 yr-1,CH4釋放速率是8.5-15.2 gC-CH4 m-2 yr-1。

      該項研究有以下幾點意義:a)在生態系統尺度上,物候是決定CO2和CH4通量過程的重要因素;b)對鹽沼生態系統CO2和CH4通量的數學建模是復雜的;3)在區域碳平衡分析與管理中,需考慮鹽沼生態系統的碳釋放。

      LI-COR渦度相關通量觀測系統在本研究中的作用

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      LI-COR渦度相關通量觀測系統

      2015年春季,研究者們在實驗地架設了LI-COR渦度相關通量觀測系統。儀器架設高度為3.5m。該系統由WindMaster Pro三維超聲風速儀(Gill Instruments, Lymington, Hamisphere, UK)、LI-7200RS閉路式CO2/H2O分析儀和LI-7700開路式CH4分析儀(LI-COR Environmental, Lincoln, NE, USA)組成。

      輔助測量系統包括:空氣溫濕度傳感器(Probe HMP155, Vaisala, Helsinki, Finland)、凈輻射傳感器(CNR4 Net Radiometer, Kipp & Zonen B.V., Delft, The Netherlands)、光合有效輻射傳感器(LI-190SL, LI-COR Environmental, Lincoln, NE, USA)、土壤溫度傳感器(ML2x Theta Soil Moisture Probe, Delta-T Devices, Cambridge, UK)。

      通量數據質量控制和計算

      采用美洲通量網的L2A標準(AmeriFlux and U. S. Department of Energy, 2020)分析原始數據。

      使用EddyPro 6.2.0軟件(LI-COR Environmental,Lincoln, NE, USA),執行如下操作:a)二次坐標旋轉; b) 基于雷諾分解法則的塊平均;c)根據需要,執行WPL訂正。

      使用Kljun等2004年的方法計算通量貢獻區,應用Vickers和Mahrt(1997)的統計檢驗的方法去除異常值。使用Moncrieff等(2004)的方法進行低頻數據譜訂正,使用Moncrieff等(1997)的方法進行高頻數據譜訂正。

      根據Mauder和Foken(2006)的方法,將標記為2的通量數據剔除,將Footprint中>50%的數據保留。Footprint中,66%來自于互花米草(S. alterniflora),29%來自于大繩草(S. cynosuroides),3%來自于溪流,剩余的來自于其他土地覆蓋類型(如蘆葦,泥灘等)。

      摩擦風速閾值定為0.068m/s,目的是剔除掉夜間湍流運動發展不充分的數據(Papale等,2006)。最終,約57%的CO2通量數據和53%的CH4通量數據得到了保留。

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      原文中的主要數據圖

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