Summary
प्रस्तुत प्रोटोकॉल गैर-सामान्य स्थानों पर भँवर सहप्रसरण विधि का उपयोग करता है, सीमित क्षेत्र के साथ लघु कैनोपी पारिस्थितिकी प्रणालियों के सभी प्रकार के लिए लागू, पोलैंड में वर्तमान में reforested windthrow साइट पर. साइट सेटअप नियमों, प्रवाह गणना और गुणवत्ता नियंत्रण, और अंतिम परिणाम विश्लेषण को मापने का विवरण, वर्णित हैं.
Abstract
इस प्रोटोकॉल को स्थानिक और लौकिक औसत शुद्ध सीओ2 फ्लक्स (नेट पारिस्थितिकी तंत्र उत्पादन, एनईपी) में, गैर-सामान्य पारिस्थितिकी प्रणालियों में, पोलैंड में एक वर्तमान में reforested windthrow क्षेत्र पर जांच करने के लिए भँवर सहप्रसरण (ईसी) तकनीक का उपयोग करने का एक उदाहरण है। एक बवंडर घटना के बाद, एक अपेक्षाकृत संकीर्ण "कॉरिडोर" जीवित वन खड़ा है, जो प्रयोगों के इस तरह के पेचीदा भीतर बनाया गया था. इस तरह के कक्ष विधि के रूप में अन्य मापने तकनीक के आवेदन, इन परिस्थितियों में और भी मुश्किल है, क्योंकि विशेष रूप से शुरुआत में, गिर पेड़ और साइट के सामान्य महान विषमता में प्रदर्शन करने के लिए एक चुनौतीपूर्ण मंच प्रदान प्रवाह माप और फिर ठीक से प्राप्त परिणाम upscale करने के लिए. अछूता जंगलों में किए गए मानक ईसी माप के साथ तुलना में, windthrow क्षेत्रों के मामले में विशेष ध्यान देने की आवश्यकता है जब यह साइट स्थान और डेटा विश्लेषण के लिए आता है ताकि उनके प्रतिनिधित्व सुनिश्चित करने के लिए. इसलिए, यहाँ हम वास्तविक समय का एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत, सतत सीओ2 प्रवाह माप एक गतिशील रूप से बदल रहा है, गैर आदर्श चुनाव आयोग साइट है, जो शामिल हैं (1) साइट स्थान और इंस्ट्रूमेंटेशन सेटअप, (2) प्रवाह गणना, (3) कठोर डेटा छानने और गुणवत्ता नियंत्रण, और (4) अंतराल भरने और शुद्ध प्रवाह सीओ2 श्वसन और अवशोषण में विभाजित. वर्णित पद्धति का मुख्य लाभ यह है कि यह खरोंच से प्रयोगात्मक सेटअप और माप प्रदर्शन का एक विस्तृत विवरण प्रदान करता है, जिसे अन्य स्थानिक रूप से सीमित पारिस्थितिकी प्रणालियों पर लागू किया जा सकता है। यह भी कैसे अपरंपरागत साइट आपरेशन के साथ सौदा करने के लिए, गैर विशेषज्ञों के लिए एक विवरण प्रदान करने पर सिफारिशों की एक सूची के रूप में देखा जा सकता है. प्राप्त गुणवत्ता की जांच, अंतराल भरा, शुद्ध सीओ2के आधे घंटे के मूल्यों, साथ ही अवशोषण और श्वसन प्रवाह, अंत में दैनिक, मासिक, मौसमी या वार्षिक योग में एकत्रित किया जा सकता है।
Introduction
आजकल वायुमंडल-भूमि पारिस्थितिकी तंत्र कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ2) विनिमय अध्ययन में सबसे अधिक प्रयोग की जाने वाली तकनीक भँवर सहप्रसरण (ईसी) तकनीक1है। चुनाव आयोग की पद्धति का उपयोग दशकों से किया जा रहा है और सभी पद्धति संबंधी, तकनीकी और व्यावहारिक पहलुओं से संबंधित मुद्दों का व्यापक विवरणपहलेही प्रकाशित किया जा चुका है 2,3,4. इसी तरह के प्रयोजनों के लिए इस्तेमाल किया अन्य तकनीकों के साथ तुलना में, चुनाव आयोग विधि स्थानिक और लौकिक औसत शुद्ध सीओ2 स्वत: से प्रवाह प्राप्त करने के लिए अनुमति देता है, बिंदु माप है कि जटिल में सभी तत्वों के योगदान पर विचार पारिस्थितिकी तंत्र, के बजाय परिश्रमी, मैनुअल माप (उदा., चैम्बर तकनीक) या कई नमूने लेने की आवश्यकता1.
भूमि पारिस्थितिकी प्रणालियों के अलावा, वन सी साइकिल चालन में सबसे महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं और कई वैज्ञानिक गतिविधियों ने अपने सीओ2 चक्र, वुडी बायोमास में कार्बन भंडारण और जलवायु परिस्थितियों को बदलने के साथ उनके पारस्परिक संबंधों की जांच पर ध्यान केंद्रित किया है दोनों प्रत्यक्ष माप या मॉडलिंग5| कई ईसी साइटें , जिनमें सबसे लंबे प्रवाह के रिकॉर्ड6शामिल हैं , विभिन्न प्रकार के वनों के ऊपर स्थापित किए गए 7 . आमतौर पर, माप शुरू करने से पहले साइट स्थान को सावधानी से चुना गया था, सबसे समरूप और सबसे बड़ा संभव क्षेत्र के लक्ष्य के साथ। हालांकि, अशांत वन स्थलों में, जैसे कि विंडथ्रोस, ईसी मापने वाले स्टेशनों की संख्या अभी भी अपर्याप्त है8,9,10. एक कारण साइट सेटअप को मापने में सैन्य कठिनाइयों है और, सभी के अधिकांश, अचानक प्रदर्शित स्थानों की एक छोटी संख्या. आदेश में windthrow क्षेत्रों में सबसे जानकारीपूर्ण परिणाम प्राप्त करने के लिए, यह इस तरह के एक आकस्मिक घटना है, जो अतिरिक्त समस्याओं का कारण हो सकता है के बाद जितनी जल्दी हो सके शुरू करने के लिए महत्वपूर्ण है. अछूता वन स्थलों के विपरीत, windthrow साइटों पर चुनाव आयोग माप अधिक चुनौतीपूर्ण हैं और पहले से ही स्थापित प्रक्रियाओं3से विचलित कर सकते हैं. चूंकि कुछ चरम हवा घटना स्थानिक रूप से सीमित क्षेत्रों बनाने के लिए, वहाँ एक विचारशील मापने स्टेशन स्थान और सावधान डेटा प्रसंस्करण के लिए संभव के रूप में ज्यादा विश्वसनीय प्रवाह मूल्यों के रूप में प्राप्त करने के लिए की जरूरत है. चुनाव आयोग विधि आवेदन में इसी तरह की कठिनाइयों हुई है (जैसे, समाप्त अध्ययन एक लंबी लेकिन संकीर्ण झील के ऊपर प्रदर्शन किया) जहां मापा सीओ2 fluxes कठोर डेटा छानने की आवश्यकता11,12 क्रम में उनके आश्वासन देने के लिए स्थानिक प्रतिनिधित्व.
इसलिए, प्रस्तुत प्रोटोकॉल गैर-सामान्य स्थानों पर ईसी विधि के उपयोग का एक उदाहरण है, जो न केवल विंडथ्रो क्षेत्रों के लिए डिज़ाइन किया गया है, बल्कि सीमित क्षेत्र के साथ अन्य सभी प्रकार की लघु वनस्पति के लिए (उदाहरण के लिए, लम्बे वनस्पति प्रकारों के बीच स्थित फसल भूमि)। प्रस्तावित पद्धति का सबसे बड़ा लाभ जटिल प्रक्रियाओं का एक सामान्य विवरण है, उन्नत ज्ञान की आवश्यकता होती है, साइट स्थान पसंद और इंस्ट्रूमेंटेशन से अंतिम परिणाम के लिए सेट: उच्च गुणवत्ता वाले सीओ2 का एक पूरा डेटासेट फ्लक्स. मापने प्रोटोकॉल की तकनीकी नवीनता चुनाव आयोग प्रणाली प्लेसमेंट के लिए एक अद्वितीय आधार निर्माण का उपयोग है (उदाहरण के लिए, एक परिभाषित ऊंचाई है कि एक समायोज्य के साथ एक "मिनी टॉवर" है के साथ तिपाई, विद्युत संचालित मस्तूल, की अंतिम ऊंचाई बदलने की अनुमति व्यक्तिगत जरूरतों के अनुसार सेंसर).
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Protocol
1. साइट स्थान और इंस्ट्रूमेंटेशन सेटअप
- चुनाव आयोग विधि की बुनियादी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए अपेक्षाकृत सजातीय और फ्लैट इलाके में एक मापने साइट स्थान चुनें। जटिल landforms (अवसाद, ढलानों) के साथ स्थानों से बचें या वायुगतिक बाधाओं के पास स्थित (उदा., जीवित पेड़ खड़ा है), जो हवा के प्रवाह को विकृत कर सकते हैं.
- प्रजातियों संरचना और संयंत्र कवर की जाँच करें। सबसे समान विशेषताओं के साथ एक जगह चुनें: उम्र और मुख्य वनस्पति प्रकार की ऊंचाई।
- यदि संभव हो तो, कुछ अतिरिक्त मिट्टी की जांच करें, जो सजातीय क्षेत्र का चयन करने में मदद करते हैं। कुछ स्थानों (मिट्टी प्रोफाइल), मिट्टी कार्बन और नाइट्रोजन सामग्री के साथ ही नमी की स्थिति (उदाहरण के लिए, मिट्टी के नमूने के लिए नियमित ग्रिड का उपयोग कर) में मिट्टी के प्रकार की तुलना करें। मिट्टी की जांच से औसत मूल्यों की तुलना में उत्कृष्ट सुविधाओं के साथ स्थानों से बचें।
- जहां उपकरणों जगह तय करने से पहले, प्रचलित हवा दिशाओं की जांच (आदर्श रूप से साइट सेटअप से पहले एक वर्ष के लिए), या निकटतम मौसम स्टेशन से डेटा का विश्लेषण. यदि ब्याज के क्षेत्र की सीमा के बारे में कुछ प्रतिबंध हैं, तो वह स्थान चुनें जो प्रचलित पवन क्षेत्रों (अपविंड) के भीतर है।
नोट: पोलिश windthrow साइट के मामले में, बवंडर पथ के आकार के कारण, यह अपनी चौड़ाई आयाम के बीच में टॉवर जगह का फैसला किया गया था (ca. 400 डिग्री 500 मीटर) और पड़ोसी से दूर के रूप में, कुछ साल पुराने पाइन वृक्षारोपण पूर्व-पश्चिम दिशा में संभव के रूप में (ca. 200 मीटर f. उनके किनारों के लिए टॉवर ROM), के बाद से प्रचलित हवा की दिशाउत्तर-पश्चिम से दक्षिण-पश्चिम और उत्तर-पूर्व से पूर्व की ओर था (चित्र 1)। - तय जो चुनाव आयोग प्रणाली का उपयोग करने के लिए: खुला पथ या बंद पथ (बंद पथ - कम सेवन ट्यूब के साथ बंद पथ) अवरक्त गैस विश्लेषक (या उनमें से दो यदि संभव हो तो). प्रत्येक फायदे और नुकसान है, लेकिन सामान्य रूप में, दोनों एक क्षेत्र पर इस्तेमाल किया जा विश्वसनीय हैं. एक तीन आयामी (3 डी) ऑर्थोगोनल ध्वनि anemometer का प्रयोग करें. चुनाव आयोग विधि का उपयोग करने के लिए, उच्च आवृत्ति माप की आवश्यकता है - दोनों उपकरणों के मामले में कम से कम 10 हर्ट्ज.
- विचार किस तरह की बिजली की आपूर्ति सबसे संभव है साइट पर इस्तेमाल किया जा सकता है (वहाँ एक बिजली लाइन के पास है, सौर पैनलों या अन्य बिजली जनरेटर?). यदि कोई सीमा नहीं है, बंद पथ (या संलग्न) पथ गैस विश्लेषक का उपयोग करें.
नोट: एक खुला पथ प्रणाली बहुत कम बिजली की खपत है, लेकिन कठोर वातावरण में (बहुत ठंड मौसम, टुकड़े, बरसात स्थानों) यह उच्च गुणवत्ता वाले डेटा का काफी नुकसान में परिणाम होगा. - नियमों का पालन करें एक दूसरे के सापेक्ष दोनों उपकरणों की स्थिति13. चुनाव आयोग प्रणाली के करीब किसी भी अनावश्यक तत्वों को बढ़ने से बचें, जो हवा के प्रवाह को विकृत कर सकते हैं।
नोट: एक संलग्न पथ विश्लेषक (सामग्री की तालिका) और एक 3 डी ध्वनि anemometer ( सामग्री कीतालिका)इस प्रयोग में इस्तेमाल किया गया.
- विचार किस तरह की बिजली की आपूर्ति सबसे संभव है साइट पर इस्तेमाल किया जा सकता है (वहाँ एक बिजली लाइन के पास है, सौर पैनलों या अन्य बिजली जनरेटर?). यदि कोई सीमा नहीं है, बंद पथ (या संलग्न) पथ गैस विश्लेषक का उपयोग करें.
- एक बार स्थान चुना जाता है, एक ऊर्ध्वाधर पोल के साथ एक तिपाई जगह (या आधार निर्माण का एक अन्य प्रकार) शीर्ष पर चुनाव आयोग प्रणाली माउंट करने के लिए. दो बुनियादी आवश्यकताओं पर विचार उपकरणों की ऊंचाई सेट: सतह खुरदरापन की जांच की (मौजूदा वनस्पति की ऊंचाई सरलीकरण में)और प्रभाव के क्षेत्र (फ़ेच /
नोट: गतिशील रूप से विकसित पारिस्थितिकी प्रणालियों में, इस तरह के reforested windthrow साइट Tlen I के रूप में, समय के साथ साधन स्थान में परिवर्तन के लिए चुनाव आयोग विधि आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता होगी. चुनाव आयोग प्रणाली के लिए एक आधार निर्माण के एक विकल्प के रूप में, एक अभिनव बुनियादी ढांचे (यानी, "मिनी टॉवर") यहाँ प्रस्तावित किया गया था: एक लंगर एल्यूमीनियम निर्माण (1.5 मीटर उच्च आयताकार कैंची (डब्ल्यू एक्स एल) 1 मीटर x 1.2 मीटर) एक मस्तूल के साथ (त्रिकोणीय कैंची 30 सेमी x 30 सेमी x 30 सेमी) चलती स्टील रेल के साथ संरचना के अंदर, एक बिजली की मोटर द्वारा संचालित.- सबसे पहले, ईसी प्रणाली के दोनों उपकरणों को एक धातु पोल पर माउंट करें जो केंद्र में मस्तूल से जुड़ा हुआ है। एक पूरी तरह से ऊर्ध्वाधर स्थिति में ध्वनि anemometer जगह करने के लिए याद रखें। गैस विश्लेषक को थोड़ा झुकाएं ताकि वर्षा जल को आसानी से चला सकें।
- मिट्टी की सतह से दो बार चंदवा ऊंचाई से दो बार ऊंचाई तक उपकरणों को ऊपर उठाएँ, और चंदवा4के शीर्ष से कम से कम 1.5 डिग्री 2.0 मीटर ऊपर। सुनिश्चित करें कि आधार निर्माण एक तरह से स्थित है, जो यह सुनिश्चित करता है कि जांच क्षेत्रप्रत्येक दिशा 14 में एक सेंसर प्लेसमेंट की ऊंचाई से कम से कम 100 गुना तक फैली हुई है।
- एक धातु के निर्माण के लिए बिजली संरक्षण स्थापित करने के लिए याद रखें।
नोट: पोलिश windthrow साइट में चुनाव आयोग माप से अधिकतम उत्पादन प्राप्त करने के लिए (Tlen मैं), कुछ समझौता किए गए थे. यंत्रों को प्रयोग की शुरुआत में 3.3 मीटर की ऊंचाई पर रखा गया था।
- आगे की गणना और फ्रलक्स विश्लेषण के लिए, एक ही समय में कुछ सहायक चरों को मापें, जिनमें कम से कम वायु (टा) और मृदा (टीएस) तापमान, वायु की सापेक्ष आर्द्रता (आरएच), प्रकाश संश्लेषण फोटॉन फ्रलक्स घनत्व (पीपीएफडी), आवक सौर विकिरण (आरजी) और वर्षण (पी)। आमतौर पर, चुनाव आयोग साइटों पर अन्य चर की एक बड़ी संख्या भी प्राप्त कर रहे हैं.
- दक्षिण में विकिरण सेंसर (पीपीएफडी और आरजी) रखें। उन्हें तिपाई से दूर ले जाने के लिए एक क्षैतिज ध्रुव का प्रयोग करें। सेंसर के दृश्य कोण की जाँच करें और केवल जांच की सतह देखा जाता है कि यह सुनिश्चित करने के लिए पोल और बढ़ते ऊंचाई की लंबाई को समायोजित.
- विकिरण ढाल के साथ हवा के तापमान और आर्द्रता सेंसर का प्रयोग करें, चुनाव आयोग प्रणाली के रूप में एक समान ऊंचाई पर घुड़सवार.
- ईसी टॉवर के पास, जमीन के स्तर से 1 मीटर ऊपर अपेक्षाकृत खुली जगह में टिपिंग-बकेट रेन गेज (कम से कम दो) स्थापित करें। कई अलग अलग गहराई पर मिट्टी के तापमान सेंसर दफन (तीन या अधिक मिट्टी के प्रकार के आधार पर). प्रत्येक गहराई के लिए कुछ repetitions है याद रखें. उथले संभव स्तर पर कुछ सेंसर रखें.
2. सीओ2 फ्लक्स गणना
- व्यावसायिक रूप से उपलब्ध, मुफ्त सॉफ्टवेयर का उपयोग करें (उदाहरण के लिए, EddyPro15)ईसी फ्लक्स गणना के लिए जिसमें सुधार अनुप्रयोग शामिल हैं.
नोट: इस सॉफ्टवेयर अपनी जटिलता, लोकप्रियता और उपयोगकर्ता मित्रता के कारण चुना गया था और विशेष रूप से गैर विशेषज्ञों के लिए सिफारिश की है. - पहले, कोई नई प्रोजेक्ट बनाएँ और फिर प्रोजेक्ट जानकारी टैब में, अपरिष्कृत डेटा फ़ाइल स्वरूप निर्दिष्ट करें और मेटाडेटा फ़ाइल चुनें. ".ghg" फ़ाइलों के रूप में अपुष्ट डेटा प्राप्त किए गए थे, तो अलग-अलग मेटाडेटा फ़ाइल पहले से एम्बेडेड है, और आगे कोई क्रिया की आवश्यकता है। अन्य मामलों में, वैकल्पिक फ़ाइल विकल्प का उपयोग करें और सभी जानकारी मैन्युअल रूप से लिखें.
नोट: मेटाडेटा फ़ाइल मापा चर, उनकी इकाइयों और कुछ अतिरिक्त जानकारी प्रवाह गणना के लिए आवश्यक के क्रम को निर्दिष्ट करता है। यदि कोई भी सेटअप विवरण या साइट विशेषताएँ परिवर्तित होती हैं, तो मेटाडेटा अनुभाग में इसे परिवर्तित करना न कहें. - फ्लक्स जानकारी टैब पर जाएँ, डेटासेट और आउटपुट निर्देशिकाओं का चयन करें, कच्चे फ़ाइल नाम स्वरूप निर्दिष्ट करें और फ्लक्स गणना के लिए आइटम्स की सूची देखें.
- संसाधन विकल्प टैब पर जाएँ और अपरिष्कृत डेटा संसाधन सेटिंग्स चुनें.
- स्थानीय हवा को कारगर बनाने के संबंध में ध्वनि anemometer के किसी भी misalignment के लिए लेखांकन की अनुमति देता है जो anemometers माप (रोटेशन विधि)के सुधार के लिए विधि का चयन करें15. पहले समतल फिट दृष्टिकोण16 टिक (गैर आदर्श, विषम स्थानों के लिए सुझाव दिया).
- ध्वज नीति17 के 0-1-2 प्रकार का चयन करें (एक दृष्टिकोण है जो एक गुणवत्ता की जांच प्रक्रिया के परिणाम प्रस्तुत करता है).
- पसंदीदा पदचिह्न विधि का चयन करें (मापा फ्लक्स पर प्रभाव के क्षेत्र) (उदा., Klzun18 दृष्टिकोण). अन्य सभी सेटिंग अपरिवर्तित छोड़ दें (डिफ़ॉल्ट विकल्प).
नोट: यहाँ एक लागू किया जा करने के लिए सुधार के बारे में विकल्पों की सूची में से चुन सकते हैं, पदचिह्न गणना विधि या उत्पादन फ़ाइलों की संरचना fluxes. हालांकि, यह चयनित चुनाव आयोग सॉफ्टवेयर के प्रारंभिक चलाने के दौरान मानक विकल्प ों को बदलने के लिए नहीं सुझाव दिया है, यहाँ सूचीबद्ध लोगों को छोड़कर.
- किसी भी समस्या/प्रश्न के मामले में, अधिक जानने के लिए ब्याज के विकल्प के आगे प्रश्न चिह्न (?) बटन का उपयोग करें। याद रखें कि एक टैब में गलत या अनुपलब्ध जानकारी दूसरे को आंदोलन को रोक ेगी.
- अंत में प्रवाह संगणना प्रारंभ करने के लिए कोई उन्नत मोड चलाएँ क्लिक करें. केवल डिफ़ॉल्ट सेटिंग्स का उपयोग करने के मामले में एक एक्सप्रेस मोड चलाएँक्लिक करें।
3. प्रवाहों का फ़िल्टरिंग और गुणवत्ता नियंत्रण
- नियमित रखरखाव योजना का उपयोग करके डेटा हानि से बचें. व्यक्तिगत क्षमताओं के अनुसार, स्वच्छ सेंसर के रूप में अक्सर संभव के रूप में पानी या हल्के डिटर्जेंट का उपयोग कर.
- सीओ2 मानकों (0 पीपीएम और कम से कम एक अन्य एकाग्रता, जैसे, 360 पीपीएम) का उपयोग कर के कम से कम एक बार हर 6 महीने में कम से कम एक बार गैस analyzers के अंशांकन बाहर ले। प्रत्येक अंशांकन से पहले 24 एच की एक न्यूनतम, परिवर्तन सीओ2 और एच2हे अवशोषित एजेंटों (सोडियम हाइड्रॉक्साइड लेपित सिलिका और मैग्नीशियम perchlorate, क्रमशः) कि सेंसर सिर के अंदर दो छोटी बोतलों में मौजूद हैं.
नोट: अंशांकन प्रक्रिया अपेक्षाकृत आसान है और अच्छी तरह से गैस विश्लेषक मैनुअल में वर्णित है. LI-7200 और LI-7500 के लिए समर्पित सॉफ्टवेयर में, एक टैब है, जिसमें पूरी प्रक्रिया के सभी चरण-दर-चरण दिशानिर्देश शामिल हैं। किसी भी कठिनाइयों के मामले में, analyzers हमेशा निर्माता द्वारा प्रदर्शन एक कारखाने अंशांकन के लिए भेजा जा सकता है, लेकिन यह सेंसर demounting और प्रवाह डेटासेट में लंबे अंतराल में परिणाम की आवश्यकता है. - एक सामान्य फ़ाइल (उदा., .csv, .xlsx) बनाएँ जिसमें फ्लक्स परिकलन सॉफ़्टवेयर और सहायक माप के सभी परिणाम हों. सुनिश्चित करें कि इसी 30-मिनट औसत (प्रवाह और मौसम संबंधी चर) सटीक एक ही समय में मापा जाता है।
नोट: फ़िल्टरिंग प्रक्रिया को सरल और गति देने के लिए, स्प्रेडशीट में कार्य करने के बजाय उपयोगकर्ताओं के कौशल के आधार पर अतिरिक्त प्रोग्राम (उदा., Matlab या निःशुल्क R सॉफ़्टवेयर) का उपयोग करें. - इस फ़ाइल के डेटा पर नीचे वर्णित सभी फ़िल्टरिंग चरण (अनुभाग 3.5-3.7) निष्पादित करें. या तो स्प्रेडशीट में उपकरण छानने का उपयोग करें (या एम्बेडेड "यदि" समारोह) या अन्य सॉफ्टवेयर का उपयोग कस्टम फ़िल्टरिंग कार्य बनाएँ.
- प्रतिकूल मौसम की स्थिति और साधन खराबी का निर्धारण।
- गैस विश्लेषक संदूषण के कारण त्रुटियों के अधीन डेटा को फ़िल्टर करने के लिए साधन के प्रदर्शन संकेतकों का उपयोग करें। एक संलग्न पथ विश्लेषक के लिए, प्रवाह की गणना सॉफ्टवेयर से उत्पादन फ़ाइल में दिए गए औसत संकेत शक्ति (एएसएस) मूल्य की जाँच करें। फिर, सभी फ्लक्सों को चिह्नित करें और छोड़ें(co2]flux) नीचे मापा जाता है, जैसे, ASS - 70% (उपकरण के मैनुअल में सुझाए गए की तुलना में 10% अधिक सीमा)।
- वैकल्पिक रूप से, फ्लक्स के लिए एक निरंतर श्रेणी सेट करें, जो बाहरी लोगों के बहिष्करण की अनुमति देता है (उदाहरण के लिए, -15 से 15 [मोल]m-2-s-1 Tlen I साइट पर). सामान्य श्रेणी से बाहर फ्रलक्स को निकालने के संभावित तरीकों में से एक माध्य फ्लक्स मान से 2 डिग्री 3 मानक विचलन की सीमा का उपयोग करना है, जिसकी गणना प्रत्येक मौसम के लिए अलग-अलग की जाती है.
नोट: लेखकों दृढ़ता से गैर विशेषज्ञ द्वारा Tlen मैं साइट के मामले में किया के रूप में एक प्राथमिकता रेंज का उपयोग करने की सलाह नहीं है. सांख्यिकीय दृष्टिकोण अधिक विश्वसनीय और उद्देश्य है. - किसी भी बारिश की घटनाओं (या वर्षा के अन्य प्रकार) के दौरान मापा प्रवाह छोड़ें; जब पी $ 0.1 मिमी प्रवाह को हटा दें।
- भंवर सहप्रसरण विधि आवेदन के लिए अनुचित शर्तों के लिए खाता.
- स्थिर राज्य परीक्षण और अच्छी तरह से विकसित अशांति परीक्षण के परिणामों का उपयोग करें17,19 सॉफ्टवेयर में प्रवाह गणना के दौरान प्रदर्शन किया (चरण 2.4.2 देखें). सामान्य परिणाम फ़ाइल में खराब गुणवत्ता के साथ फ्लक्स डेटा छोड़ें (CO2 ध्वज मान: QC]co2]flux ]gt; 1)
- रात में मापा सीओ2 फ्लक्स मान बाहर फ़िल्टर करने के लिए उत्पादन फ़ाइल में दिए गए nighttime अवधि सूचक (दिन केसमय $ 0) का उपयोग करें। सारी रात सीओ2 प्रवाह संगत घर्षण वेग मूल्यों के विरुद्ध प्लॉट करें (यू* एक ही समय में मापा जाता है) और यू* मान खोजें जिस पर इन फ्लक्सों में वृद्धि बंद हो गई।
- प्राप् त मान को घर्षण वेग थ्रेशोल्ड (उ*थ्र) के रूप में चिह्नित करके अपर्याप्त विक्षोभ स्थितियों के माप के रूप में प्रयोग किया जाना है। संबंधित u* मानों के साथ सभी CO2 फ्रलक्स छोड़ें ; डेटासेट से u*thr
नोट: आप के लिए प्रस्तुत विधि* thr दृढ़ संकल्प सरल लेकिन यह भी सबसे व्यक्तिपरक है. वहाँ कुछ कर रहे हैं, और अधिक सटीक, जटिल और विश्वसनीय तरीकों घर्षण वेग सीमा को परिभाषित करने के लिए21,22 सरल दृश्य निरीक्षण जो यहाँ इस्तेमाल किया जा सकता है की तुलना में. इसके अलावा, यह उल्लेख किया जाना चाहिए कि बहुत विषम साइटों पर यू* thr को परिभाषित करने के लिए आसान नहीं हो सकता है. ऐसे मामलों में कुछ अन्य उपायों पर विचार किया जाना चाहिए , जिनका वर्णन साहित्य3,4में किया गया है .
- फ्लक्स स्थानिक प्रतिनिधित्व की कमी
- सबसे पहले, साजिश हवा गुलाब, माप से या निकटतम मौसम स्टेशन से प्राप्त, जांच क्षेत्र के नक्शे पर. निर्दिष्ट करें कि कौन से पवन क्षेत्रों को अंतिम विश्लेषण से बाहर रखा जाना चाहिए (किसी भी संभावित बोझ या जांच से भिन्न वनस्पति प्रकार के अस्तित्व के कारण)। एक कस्टम विधि का उपयोग करें या अन्य गणितीय सॉफ्टवेयर (जैसे, आर सॉफ्टवेयर में windRose समारोह) से तैयार कार्यों का उपयोग।
- प्रवाह गणना के दौरान चुना crosswind एकीकृत पैरों के निशान के अनुमान के अनुसार (चरण 2.4.3), तय जो पदचिह्न विशेषता आगे के विश्लेषण के लिए इस्तेमाल किया जाएगा (x $10%, x $30%, x $50%, x $70% या x $ 90% स्तर). सरल बनाने के लिए, प्रत्येक 30-min पदचिह्न मान क्षेत्र के किनारे करने के लिए दूरी (अपविंड) क्या है, जिसमें से मापा संकेत (प्रवाह) एक दिए गए प्रायिकता स्तर के साथ उत्पन्न होने के बारे में जानकारी प्रदान करता है।
नोट: यहाँ पदचिह्न मूल्यों का प्रतिनिधित्व 70% (x $70%) संभावना सीमा के रूप में चुना गया था, स्थानिक रूप से सीमित साइटों में उच्चतम संभव 90% स्तर के बाद से अच्छी तरह से जांच के क्षेत्र से परे जाने में परिणाम. - हवा की दिशा क्षेत्रों है कि मापने साइट के सबसे प्रतिनिधि हैं चुनें. पदचिह्न मूल्यों के साथ भी ऐसा ही करें, इस बात को ध्यान में रखते हुए कि दूर की दूरी (उच्चतम पदचिह्न मूल्य) ब्याज के क्षेत्र से अधिक नहीं हो सकती (चित्र 1)। दोनों आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते फ्लक्स मान फ़िल्टर करें।
नोट: के बाद से windthrow Tlen मैं साइट जंगल खड़ा है कि बवंडर बच के बीच स्थित था, हवा की दिशा के केवल दो क्षेत्रों के प्रतिनिधि के रूप में स्वीकार किए जाते थे: 30 "90" और 210 "300". इस प्रकार, इन क्षेत्रों से परे क्षेत्र से उत्पन्न सभी सीओ2 फ्रलक्स को बाहर रखा गया था। इसके अलावा, निकटतम बोझ के लिए दूरी (हवा के प्रवाह को विकृत) या विभिन्न पारिस्थितिकी तंत्र प्रकार (अलग शुद्ध सीओ2 विनिमय गतिशीलता के साथ) प्रत्येक दिशा में अधिकतम पदचिह्न सीमा होना चाहिए, हालांकि, यह इस मूल्य को कम करने की सिफारिश की है. केंद्र में स्थित Tlen मैं साइट पर, जीवित जंगल के किनारों के लिए दूरी ca. 200 -250 मीटर था; इसलिए, चुना पदचिह्न सीमा सबसे अधिक 200 मीटर के लिए सेट किया गया था और प्रत्येक दिशा में समान रूप से लागू किया गया।
4. गैप भरने और सीओ2 श्वसन और अवशोषण में विभाजित शुद्ध प्रवाह
- गुणवत्ता की जांच सीओ2 प्रवाह अंतराल भरने और अवशोषण में विभाजन के लिए विधि का चयन करें (सकल प्राथमिक उत्पादन [GPP] प्रवाह) और श्वसन (पारिस्थितिकी श्वसन [आरपर्यावरण] प्रवाह) कई आमतौर पर इस्तेमाल किया दृष्टिकोण से, जिसमें तीन बुनियादी समूह शामिल हैं : प्रक्रिया आधारित दृष्टिकोण23,24, सांख्यिकीय विधि25,26, और तंत्रिका नेटवर्क का उपयोग27,28.
नोट: तरीकों के पहले दो समूहों के बाद से (प्रक्रिया आधारित और सांख्यिकीय दृष्टिकोण) व्यापक रूप से वैज्ञानिक समुदाय के बीच उपयोग किया जाता है, अच्छी तरह से वर्णित है और साहित्य में चर्चा की और बाद के मामले में, प्रवाह के एक वैश्विक नेटवर्क में इस्तेमाल किया जा करने के लिए सिफारिश की माप साइटों (FLUXNET) और एकीकृत कार्बन अवलोकन प्रणाली (ICOS) परियोजना (अंतर्राष्ट्रीय पहल गैसों की निगरानी का पता लगाने के लिए लक्ष्य, चुनाव आयोग डेटा संग्रह और आम प्रसंस्करण प्रोटोकॉल निर्माण), दोनों का उपयोग यहाँ पर सिफारिश की थी शुरुआत. - प्रक्रिया-आधारित प्रकिया का एक उदाहरण के रूप में, Fluxnet कनाडा अनुसंधान नेटवर्क (FCRN) से प्रक्रिया का पालन करें23,24).
- रात के समय के दौरान मापा शुद्ध सीओ2 फ्लक्स (एनईपी) के रूप में के रूप में अच्छी तरह से बढ़ती मौसम के बाहर से सभी प्रवाह मूल्यों का चयन करें। ये पूरी तरह से आरपर्यावरण फ्रलक्स माना जाता है।
नोट: रात के समय और दिन की अवधि के बीच अंतर करने के लिए, पीपीएफडी थ्रेशोल्ड मान का भी उपयोग किया जा सकता है (उदा., पीपीएफडी और एलटी; 120 [मोल]m-2[s-1 एक रात सूचक29के रूप में)। इसके अलावा, अनुमान लगाने के लिए जब वनस्पति अवधि शुरू होता है और समाप्त होता है, एक साधारण थर्मल विधि यहाँ इस्तेमाल किया गया था: जब औसत दैनिक हवा (2 मीटर ऊंचाई पर) और मिट्टी के तापमान (2 सेमी गहराई पर) 0 डिग्री सेल्सियस से अधिक थे, वनस्पति के मौसम की शुरुआत नोट किया गया था और समाप्त हो गया जब ख ओथ तापमान फिर से 0 डिग्री सेल्सियस से नीचे गिर गया। विभिन्न वनस्पति प्रजातियों के मामले में, पौधों के शरीर क्रिया विज्ञान के बारे में एक अलग तापमान सीमा का उपयोग किया जाना चाहिए। प्रकाश संश्लेषण गतिविधि की शुरुआत शंकुधारी और पर्णपाती पेड़, फसलों और घास, जो इस तथ्य से आता है के लिए अलग है, कि विभिन्न वनस्पति प्रजातियों हवा के तापमान के लिए अलग तरह से प्रतिक्रिया. - मिट्टी, वायु या दोनों के संयोजन के ताप (टी) का उपयोग करके ताप तथा तपर्यावरणके बीच संबंध निर्धारित कीजिए। डेटा (उदा., Matlab सॉफ्टवेयर) के लिए गैर रेखीय कार्यों फिटिंग की अनुमति देता है कि किसी भी सॉफ्टवेयर का उपयोग करें। प्रिंसिपल में, सबसे अच्छा फिट प्रतिगमन मॉडल का चयन करें (जैसे, Akaike जानकारी कसौटी (एआईसी) जो डेटा के लिए सबसे अच्छा फिट बैठता है पर फैसला करने के लिए; हालांकि व्यवहार में, सबसे अधिक उपयोग कार्यों में से एक एक लॉयड-Taylor30 मॉडल है:
जहाँ आरपर्यावरण पारिस्थितिकी तंत्र श्वसन
फ्लक्स मूल्य है, एक संदर्भ तापमान में श्वसन दर है, टीref संदर्भ तापमान है, टी मापा हवा या मिट्टी का तापमान है, टी0 तापमान जो जैविक गतिविधि के लिए एक सीमा है आरंभ करने के लिए (मॉडल का अनुमानित पैरामीटर), और ई0 सक्रियण ऊर्जा का वर्णन पैरामीटर है.
नोट: FCRN प्रक्रिया के मामले में, इन चरों में से कुछ अग्रिम में सेट कर रहे हैं: टीref और ई0, जो Tlen मैं windthrow साइट के मामले में क्रमशः 283.25 K और 309 K के बराबर थे. कुछ अध्ययनों से पता चलता है कि मिट्टी के तापमान के उपयोग Rपर्यावरण बनाम टी संबंध25के लिए उथले गहराई पर मापा, जो एक छोटी वनस्पति के लिए सबसे अच्छा विकल्प लग रहा था, के बाद से उत्सर्जन का एक बड़ा हिस्सा से आता है मिट्टी और जड़ों से विषमजनिक श्वसन। लंबा जंगल के विपरीत, पत्तियों, शाखाओं और बोल्स के स्वपोषी श्वसन, हवा के तापमान से प्रेरित, एक प्रमुख भूमिका नहीं निभाता है (यदि मौजूद हो)। - प्राप्त आरपर्यावरण बनाम टी प्रतिगमन समारोह का उपयोग करना, रात और गैर बढ़ती मौसम NEP प्रवाह में अंतराल को भरने और इसी तापमान माप का उपयोग कर लापता प्रवाह के लिए समारोह मूल्य की गणना. ध्यान दें कि इन मामलों में आरपर्यावरण - एनईपी, और GPP - 0. दिन के तापमान के साथ एक ही समारोह में प्रत्येक आधे घंटे के मूल्य के लिए दिन आरपर्यावरण प्रवाह दे देंगे.
- समीकरण के अनुसार GPP मूल्यों की गणना करें: GPP - NEP + आरपर्यावरण बढ़ती मौसम में दिन के दौरान प्रत्येक उपलब्ध एनईपी फ्लक्स के लिए या रात के समय और गैर बढ़ती मौसम के दौरान शून्य करने के लिए सेट। फिर, पीपीएफडी और GPP फ्लक्स के बीच संबंध खोजें। डेटा के लिए गैर रेखीय कार्यों फिटिंग की अनुमति देता है कि किसी भी सॉफ्टवेयर का उपयोग करें. फिर, वहाँ एक व्यापक रूप से इस तरह के रिश्ते को प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया समीकरण है- माइकलिस-Menten के आयताकार hyperbola, यहाँ एक संशोधित रूप में26:
जहाँ जीपीपी 30-मिनट औसत सकल प्राथमिक उत्पादन फ्रलक्स मान है, वह पारिस्थितिकी तंत्र क्वांटम उपज है, और जीपीपीविकल्प एक इष्टतम पीएफडी (2000 $मोल-2]s-1पर जीपीपी फ्रलक्स दर है।
नोट: मापा दिन के लिए GPP मूल्यों मॉडल के लिए प्राप्त समारोह का उपयोग करें, बढ़ते मौसम NEP fluxes मान. - पूरी प्रक्रिया के अंत में, लापता NEP प्रवाह मानों की गणना करने के लिए मॉडलिंग की जीपीपी और आरपर्यावरण फ्लक्स का उपयोग करें: एनईपी - GPP - आरपर्यावरण|
नोट: कुछ छोटे अंतराल (कुछ लापता प्रवाह) एक साधारण रैखिक प्रतिगमन समारोह, एक चलती मतलब दृष्टिकोण या मॉडल में प्रवेश करने से पहले अन्य सांख्यिकीय तरीकों से भरा जा सकता है. सहायक चर में अंतराल (तापमान, सौर विकिरण) मॉडल में प्रवेश करने से पहले भरा जाना चाहिए. इस प्रकार, एक ही या किराए चर के गुणा माप उपयोगी होते हैं, डेटासेट में बड़े अंतराल से बचने में मदद.
- रात के समय के दौरान मापा शुद्ध सीओ2 फ्लक्स (एनईपी) के रूप में के रूप में अच्छी तरह से बढ़ती मौसम के बाहर से सभी प्रवाह मूल्यों का चयन करें। ये पूरी तरह से आरपर्यावरण फ्रलक्स माना जाता है।
- न केवल सीओ2 में अंतराल को भरने के लिए, लेकिन यह भी अन्य ईसी प्रवाह मूल्यों (संवेदनशील और गुप्त गर्मी), साथ ही महत्वपूर्ण मौसम विज्ञान तत्वों में, का उपयोग करें ReddyProc25 ऑनलाइन उपकरण (एक आर सॉफ्टवेयर पैकेज के रूप में भी उपलब्ध).
नोट: पिछले विधि के विपरीत, पहले लापता NEP प्रवाह भर रहे हैं और फिर प्रत्येक आधे घंटे शुद्ध प्रवाह जीपीपी और आरपर्यावरणमें विभाजित है. आरपर्यावरण फ्रलक्स विभाजन के लिए इस्तेमाल किया मॉडल के प्रकार पिछले तकनीक के रूप में ही है.- एक ऑनलाइन उपकरण का उपयोग करने के लिए, उनके प्रारूप और आदेश से संबंधित नियमों के अनुसार डेटा तैयार करें। जरूरत डेटा शुद्ध सीओ2 (एनईपी), गुप्त गर्मी (एलई) और समझदार गर्मी (एच) प्रवाह, पानी वाष्प घाटे (VPD) और घर्षण वेग मूल्यों ईसी माप का उपयोग कर गणना की 30 मिनट औसत शामिल हैं, साथ ही मिट्टी या हवा का तापमान (टीहवा या टीमिट्टी, आने वाले सौर विकिरण (आरजी) और हवा की सापेक्ष आर्द्रता (आरएच)।
- संसाधन पृष्ठ पर जाएँ और मापने साइट (नाम, निर्देशांक, ऊंचाई, समय क्षेत्र) के बारे में सभी आवश्यक जानकारी भरें.
- तय करें कि क्या इस सॉफ्टवेयर के साथ यू* सीमा का अनुमान लगाने के लिए (चरण देखें 3.6.2 और 3.6.3), जो विधि का उपयोग करने के लिए और जो समय की अवधि के लिए: पूरे वर्ष या अलग से प्रत्येक मौसम के लिए.
- नेट फ्लक्स विभाजन (रात-25 या दिन-आधारित31)के लिए एक या दोनों विधियों का चयन करें और गणना प्रक्रिया चलाएँ।
- एनईपी फ्रलक्स अंतराल भरने और एनईपी में कृत्रिम अंतराल बनाने के द्वारा विभाजन में दोनों विधि प्रदर्शन के संदर्भ में प्राप्त परिणामों की तुलना करें, और जांच करें कि वे कैसे ठीक मॉडलिंग की गई थीं।
- एनईपी, जीपीपी, और आरपर्यावरणसहित सभी अंतराल भरे सीओ2 प्रवाहों के दैनिक, मासिक और वार्षिक योग की गणना करें, जिसके आधार पर पारिस्थितिकी तंत्र के कामकाज में परिवर्तन का पता लगाया जा सकता है। चुने गए समय डोमेन में इन प्रवाहों को अलग-अलग एकीकृत करने और सभी मानों का योग करने के लिए उपयोगकर्ताओं के स्वयं के फ़ंक्शन का उपयोग करें.
नोट: Tlen मैं windthrow साइट पर, वार्षिक योग, साथ ही मासिक प्रवाह न केवल शुद्ध सीओ2 विनिमय गतिशीलता का विश्लेषण करने की अनुमति दी, लेकिन यह भी प्रबंधित वन के बाद disturbance वसूली तंत्र.
फ्लक्स मूल्य है, एक संदर्भ तापमान में श्वसन दर है, टीref संदर्भ तापमान है, टी मापा हवा या मिट्टी का तापमान है, टी0 तापमान जो जैविक गतिविधि के लिए एक सीमा है आरंभ करने के लिए (मॉडल का अनुमानित पैरामीटर), और ई0 सक्रियण ऊर्जा का वर्णन पैरामीटर है.
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Representative Results
गैर-आदर्श ईसी स्थलों पर फ्लक्स फ़िल्टरिंग और गुणवत्ता नियंत्रण में महत्वपूर्ण चरणों में से एक मापा फ्रलक्स स्थानिक प्रतिनिधित्व का आकलन है। इस तरह के विश्लेषण करने के लिए सबसे आसान तरीका है, तथ्य यह है कि गणना वाणिज्यिक, व्यापक रूप से लागू सॉफ्टवेयर का उपयोग कर किया गया दिया, केवल वांछित क्षेत्र से माप शामिल करने के लिए है, हवा की दिशा और पदचिह्न आकलन के आधार पर (अनुभाग 3.7 देखें). इस प्रकार, हवा साजिश गुलाब, एक चुना हवा की दिशा और प्रवाह पदचिह्न के अधिकतम स्वीकार्य विस्तार के साथ, छायांकित बहुभुज के रूप में चिह्नित, Tlen मैं साइट से उपग्रह चित्र की पृष्ठभूमि पर, विश्लेषण परिणाम के एक दृश्य प्रतिनिधित्व के रूप में यहाँ दिखाया गया है ( चित्र 1) .
सिद्धांत रूप में, पवन गति और ट्रेस गैस एकाग्रता भँवर सहप्रसरण प्रणाली है, जो तब शुद्ध सीओ2 विनिमय फ्लक्स (एनईपी) की गणना करने के लिए उपयोग किया जाता है द्वारा मापा जाता है। कच्चे प्रवाह मूल्यों तो त्रुटियों और कम गुणवत्ता वाले डेटा को बाहर करने के लिए पोस्ट संसाधित किया जाना है. चित्र 2 Tlen I windthrow साइट से NEP प्रवाह माप के एक वर्ष के उदाहरण पर एक फ़िल्टरिंग प्रक्रिया के परिणाम दिखाता है.
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि प्रवाह गुणवत्ता की जांच और आश्वासन की प्रस्तावित प्रक्रिया के परिणामस्वरूप पर्याप्त डेटा हानि हुई, ठेठ चुनाव आयोग साइटों की तुलना में बहुत अधिक हद तक। स्वीकार्य एनईपी फ्रलक्स में कमी, पिछले चरण के सापेक्ष, खंड 3.6 और 3.7 में समान थी, जबकि प्रतिकूल मौसम की स्थिति और साधन की खराबी (अनुभाग 3.5) के कारण डेटा बिंदुओं की सबसे छोटी संख्या को छोड़ दिया गया था। गुणवत्ता आश्वासन प्रोटोकॉल (चुनी हुई पदचिह्न और पवन दिशा क्षेत्रों) के अंतिम भाग में ईसी द्वारा मापे गए सभी कच्चे एनईपी फ्रलक्सों में से केवल 1/3 का अंतिम डेटा कवरेज प्राप्त हुआ। सामान्य में, चरण 3.7 यहाँ फ़िल्टरिंग प्रक्रिया का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है, आश्वासन है कि प्राप्त प्रवाह जांच क्षेत्र के गैस विनिमय का प्रतिनिधित्व करते हैं.
उच्च गुणवत्ता वाले एनईपी फ्लक्स अंत में दैनिक, मासिक, मौसमी या वार्षिक योग प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। हालांकि, वे प्रत्येक कार्रवाई से पहले अंतराल भरा होना चाहिए। चित्र 3में, एनईपी फ्रलक्स, दो अलग-अलग दृष्टिकोणों का उपयोग करके भरा हुआ अंतराल: प्रक्रिया-आधारित (एफसीआरएन) और सांख्यिकीय विधि (REddyProc) के बीच संबंध दिखाया गया है।
प्रस्तुत सरल रैखिक प्रतिगमन पता चलता है कि सामान्य रूप से दोनों तकनीकों तुलनीय हैं (सांख्यिकी य2 $0.89 के साथ महत्वपूर्ण प्रतिगमन) और इस प्रकार NEP प्रवाह अंतराल भरने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, संतोषजनक रूप से इसी तरह के परिणाम दे रही है (प्रतिगमन रेखा ढाल बराबर 0.90, जो औसत पर अंतर भरा प्रवाह के बीच केवल 10% अंतर का सुझाव). केवल शुद्ध सीओ2 फ्लक्स मूल्यों के साथ, अवशोषण के व्यक्तिगत प्रभावों के बारे में कुछ भी नहीं कहा जा सकता है (GPP) और श्वसन (आरपर्यावरण) प्रक्रियाओं. इसलिए, अंतराल भरने के साथ,' एक ही दो विधियों के उपयोग से तथाकथित फ्रलक्स विभाजन प्रक्रिया भी महसूस की गई। Rपारिस्थितिकी फ्लक्स के दैनिक योग चित्र 4 में प्रस्तुत कर रहे हैं नेट सीओ2 फ्लक्स विभाजन में दो अलग अलग विधि प्रदर्शन के उदाहरण के रूप में.
दो अलग अलग तरीकों के साथ आरपर्यावरण प्रवाह गणना के परिणाम, हालांकि आरपर्यावरण बनाम टी का एक ही मॉडल दोनों मामलों में इस्तेमाल किया गया था, श्वसन के योगदान के बारे में गलत निष्कर्ष के एक संभावित स्रोत के उदाहरण हैं समग्र एनईपी फ्लक्स या फलस्वरूप अवशोषण दर (जीपीपी फ्रलक्स) के लिए। हालांकि, यह स्पष्ट रूप से इंगित नहीं किया जा सकता है जो विधि इस तरीके से अतिरिक्त विश्लेषण के बिना और अधिक विश्वसनीय परिणाम देता है. क्या किया जा सकता है, हमारी राय में, या तो मॉडलिंग की आरपर्यावरण प्रवाह के खिलाफ मापा nighttime प्रवाह की साजिश रचने के लिए मतभेद पर देखो, या श्वसन प्रवाह के साथ अनुमानित मूल्यों की तुलना सीधे अन्य तकनीक के साथ मापा (उदा. कक्षों). प्रस्तुत दृष्टिकोण के बीच मॉडलिंग आरपर्यावरण प्रवाह में अंतर तथ्य से आ सकता है, कि एक विधि में कुछ मानकों स्थिर के रूप में सेट कर रहे हैं, जबकि अन्य में वे अनुमान हैं. यहां तक कि जो लोग दोनों मामलों में नहीं बदलते हैं (एक संदर्भ तापमान के रूप में - टीref), दिए गए उदाहरण में एक ही नहीं थे (FCRN Trefमें ] 283.25 K, जबकि REddyProc Trefमें $ 288.15 K). यह उद्देश्य के लिए संभावित उपयोगकर्ताओं को एहसास है कि यहां तक कि इस तरह के मामूली परिवर्तन महत्वपूर्ण विसंगतियों में परिणाम हो सकता है बनाने के उद्देश्य पर किया गया था. दूसरा मुद्दा यह है कि सांख्यिकीय दृष्टिकोण बड़े अंतरालों को सफलतापूर्वक भरने में सक्षम नहीं है, जो प्रस्तुत गैर-आदर्श ईसी साइट के मामले में, जहां फ़िल्टरिंग और गुणवत्ता जांच प्रक्रिया के बाद छोड़ दिया गया मापा फ्लक्स का केवल 1/3 था, चिंता का एक कारण हो सकता है। हम इस विश्लेषण के साथ एक "बेहतर समाधान" प्रदान करने का प्रयास नहीं करते हैं, बल्कि वर्तमान विकल्प हैं। इस मामले में और गहन जांच किए जाने की आवश्यकता है।
चित्रा 1: पवन Tlen मैं साइट क्षेत्र की पृष्ठभूमि पर साजिश गुलाब. नीले छायांकित बहुभुज चुने गए हवा की दिशा और उनके भीतर लाल छायांकित बहुभुज 200 मीटर की त्रिज्या के साथ एक चक्र के क्षेत्रों को दिखाने का प्रतिनिधित्व करते हैं (प्रवाह पदचिह्न के अधिकतम स्वीकार्य विस्तार).। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्र 2: अप्रसंस्कृत, अप्रसंस्कृत, अपरिष्कृत एनईपी फ्रलक्स मानों की पृष्ठभूमि पर डेटा फ़िल्टरिंग (प्रोटोकॉल में वर्णित) के प्रत्येक चरण पर 30-मिनट औसत एनईपी फ्रलक्स का पाठ्यक्रम। प्रत्येक चरण के बाद शेष डेटा बिंदुओं की सापेक्ष संख्या प्रत्येक प्लॉट के शीर्ष पर दी जाती है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्र 3: NEP प्रवाह के बीच संबंध, एक प्रक्रिया आधारित विधि (FCRN) और एक सांख्यिकीय दृष्टिकोण (REddyProc ऑनलाइन उपकरण) से भरा अंतर, Tlen मैं windthrow साइट पर मापा. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्र ांध्रा 4: दैनिक पारिस्थितिक तंत्र श्वसन (आरपर्यावरण) विभाजन प्रक्रिया से प्राप्त प्रवाह योग, एक प्रक्रिया-आधारित विधि (एफसीआरएन) और एक सांख्यिकीय दृष्टिकोण (REddyProc ऑनलाइन उपकरण) के साथ Tlen I windthrow साइट पर प्रदर्शन किया। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
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Discussion
इस प्रोटोकॉल गैर-आदर्श साइटों पर इस्तेमाल किया जा करने के लिए भँवर सहप्रसरण (ईसी) विधि प्रस्तुत करता है (यहाँ एक reforested windthrow साइट): साइट स्थान और बुनियादी ढांचे सेटअप को मापने, शुद्ध सीओ2 प्रवाह गणना और बाद प्रसंस्करण, साथ ही कुछ मुद्दों के बारे में अंतराल भरने और प्रवाह विभाजन प्रक्रियाओं।
हालांकि चुनाव आयोग तकनीक आमतौर पर दुनिया भर में कई साइटों को मापने में प्रयोग किया जाता है, उनमें से ज्यादातर गैर परेशान पारिस्थितिकी तंत्र हैं, जहां डिजाइन और निम्नलिखित डेटा प्रसंस्करण मानक समाधान के अनुसार किया जा सकता है (जैसे, FLUXNET या ICOS नेटवर्क प्रोटोकॉल ). हालांकि, इस तरह की मांग और अक्सर windthrow साइटों के रूप में स्थानिक रूप से सीमित क्षेत्रों में, इस तरह के प्रयोगों की योजना बनाई और विशेष सावधानी के साथ प्रदर्शन किया जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, लंबे समय में, गतिशील रूप से बढ़ते पारिस्थितिकी प्रणालियों पर माप के लिए भविष्य में ईसी सिस्टम ऊंचाई में बदलाव की आवश्यकता होगी, साथ ही नई वनस्पति वृद्धि और विकास के साथ। इसलिए, हम एक अद्वितीय आधार निर्माण का उपयोग करने की सलाह देते हैं, जो एक इलेक्ट्रिकली संचालित, विस्तृत मस्तूल के साथ एक अभिनव "मिनी-टॉवर" है। इस तकनीकी समाधान विधि ही की बुनियादी आवश्यकताओं में से एक को पूरा करने की अनुमति देता है: एक मिश्रित सीमा परत में चुनाव आयोग प्रणाली प्लेसमेंट, पुनर्निर्माण या उपकरणों demounting की आवश्यकता के बिना, जो पहले से ही समाप्त में आगे डेटा नुकसान में परिणाम हो सकता है डेटासेट. इसके अलावा, आसानी से चलती विद्युत मस्तूल भी साइट पर सेंसर के रखरखाव एक बहुत आसान बनाता है (उदा., जब एक विश्लेषक के ऑप्टिकल पथ को साफ करने की जरूरत है, पूरे चुनाव आयोग प्रणाली वांछित, सुविधाजनक ऊंचाई के लिए नीचे लाया जा सकता है). फिर भी, यह ध्यान दिया जाना चाहिए, कि साधन की नियुक्ति की ऊंचाई बढ़ाने के प्रभाव के एक क्षेत्र के विस्तार में परिणाम होगा (प्रवाह पदचिह्न), जो आगे अधिक डेटा में परिणाम होगा एक अपर्याप्त प्रवाह पदचिह्न के कारण बाहर रखा जा रहा है. सबसे खराब स्थिति में, मापा fluxes शायद अब जांच क्षेत्र के लिए प्रतिनिधि होगा या यहां तक कि चुनाव आयोग विधि आवश्यकताओं अब और पूरा नहीं किया जाएगा.
प्रोटोकॉल में वर्णित अपेक्षाकृत सजातीय और सपाट भू-भाग में स्थल स्थान सर्वाधिक वांछित विकल्प है। ऐसी परिस्थितियों में, advection मुद्दों आम तौर पर उपेक्षा कर रहे हैं. तथापि, यदि ब्याज का क्षेत्र पहाड़ी भू-भाग पर स्थित है, तो इसे मापित फ्रलक्स विश्लेषण में ध्यान में रखा जाना चाहिए, जिसका अर्थ है कि अधिक उन्नत ज्ञान प्राप्त किया जाना चाहिए।
कच्चे, उच्च आवृत्ति डेटा से प्रवाह गणना के लिए सुझाव दिया सॉफ्टवेयर (EddyPro), एक नि: शुल्क, जटिल और उपयोगकर्ता के अनुकूल उपकरण, चुनाव आयोग प्रवाह गणना के लिए बनाया गया है. सभी एम्बेडेड समीकरणों और सुधारों की वैज्ञानिक पृष्ठभूमि होती है और उपयोग की जाने वाली विधियों के संगत संदर्भ15दिए जाते हैं. इसके अलावा, यह लगातार समायोजित और ज्ञान की सबसे वर्तमान स्थिति को लागू करने के क्रम में विशेषज्ञों-वैज्ञानिकों द्वारा विकसित की है।
एक बार अस्थायी औसत सीओ2 प्रवाह की गणना कर रहे हैं, वे ध्यान से संसाधित करने के क्रम में अपने उच्च गुणवत्ता और प्रतिनिधित्व को आश्वस्त करने की जरूरत है. त्रुटियों के कृत्रिम स्रोतों में से एक उपकरणों के संचालन में गड़बड़ी कर रहे हैं: वर्षा, पराग, गंदगी, गैस विश्लेषक खिड़की पर बर्फ जमा (खुला पथ विश्लेषक) या अंदर सेवन ट्यूब (संलग्न और बंद पथ analyzers), जो सीओ2 को प्रभावित फ्लक्स माप. इस तरह की घटनाओं को भी कुछ हद तक हवा की गति माप को बाधित कर सकते हैं (सोनिक anemometer). इस प्रकार, इस प्रोटोकॉल में, एनईपी फ्रलक्स फ़िल्टरिंग के बाद के चरणों में प्रस्तुत किया गया, जिसमें अंतिम कदम गैर-आदर्श, स्थानिक रूप से सीमित साइटों के लिए सबसे बड़ा महत्व का है। हालांकि डेटा अंक की संख्या, प्रतिनिधि हवा दिशा क्षेत्रों और पदचिह्न के लिए लेखांकन के बाद, बहुत छोटा था (चित्र2), यह याद रखना चाहिए कि यह महत्वपूर्ण है शामिल नहीं "झूठे" संकेतों, लोगों की तुलना में विभिन्न क्षेत्रों से आ रहा है हम में रुचि रखते हैं. पहले दो चरणों के विपरीत, उपर्युक्त फ्लक्स फ़िल्टरिंग प्रक्रिया (मुख्य रूप से हवा की दिशा की कमी) आमतौर पर ईसी वन साइटों में उपयोग नहीं किया जाता है, क्योंकि अबाधित साइट स्थान आमतौर पर सबसे अच्छा प्रतिनिधि क्षेत्र सुनिश्चित करने के लिए एक तरह से चुना जाता है संभव. दूसरी ओर, विंडथ्रो साइटें अप्रत्याशित परिघटनाओं के परिणामस्वरूप दिखाई देती हैं; इसलिए, इन वैज्ञानिक रूप से मूल्यवान क्षेत्रों में ईसी माप करने के लिए कुछ समझौते करने होंगे। इस अध्ययन के विपरीत, प्रस्तावित पदचिह्न सीमा अलग हवा दिशाओं में विभिन्न मूल्यों हो सकता है. यह भी उल्लेखनीय है कि यहाँ प्रस्तुत एक से प्रवाह प्रतिनिधित्व आकलन के अन्य प्रकार के होते हैं (उदा., 2 डी पदचिह्न जलवायु दृष्टिकोण32, जो ऑनलाइन का उपयोग करने के लिए स्वतंत्र है और अधिक जटिल परिणाम देता है). ऐसी जटिल साइटों में, इस दृष्टिकोण मापा प्रवाह पर सबसे बड़ा प्रभाव के क्षेत्र को निर्दिष्ट करने में और भी अधिक उपयोगी हो सकता है. तथापि, चुने गए वाणिज्यिक सॉफ्टवेयर का उपयोग करके अनुप्रगों के पश्च संसाधन को सरल बनाने के लिए, केवल अपनी आउटपुट फाइलों में दी गई जानकारी का उपयोग करने का निर्णय लिया गया था।
प्रोटोकॉल का सबसे कमजोर बिंदु अंतराल भरने और प्रवाह विभाजन विवरण है। दो का सुझाव दिया तरीकों व्यक्तिगत रूप से पहले अन्य विशेषज्ञों द्वारा विकसित किए गए थे और केवल प्रस्तावित तकनीक के रूप में यहाँ लागू किया. क्या अधिक है, FCRN विधि उपयोगकर्ता से बहुत अधिक योगदान की आवश्यकता है क्योंकि इस प्रक्रिया को करने के लिए कोई तैयार उपकरण है. संबंधित अंतराल भरा (NEP) और विभाजित प्रवाह (जीपीपी और आरपर्यावरण), जो संभावित उपयोगकर्ताओं के बीच एक अधिक रुचि का हो सकता है के तुलनात्मक विश्लेषण, एक और अधिक गहन जांच की आवश्यकता के लिए पूरी तरह से लागू हो ( चित्र 3 और चित्र 4) .
वहाँ अभी भी चुनाव आयोग माप और इस प्रोटोकॉल में प्रस्तुत डेटा प्रसंस्करण के दोनों तकनीकी विवरण के बारे में सुधार के लिए एक कमरा है. एक संभावित संभावना डेटा अंतराल भरने और विभाजन के लिए संसाधित आधारित और सांख्यिकीय विधि का संलयन है (उदाहरण के लिए, अंतराल भरने के लिए ReddyProc विधि और फिर प्रवाह विभाजन के लिए FCRN), व्यक्तिगत जरूरतों के अनुसार, या बस तंत्रिका का उपयोग नेटवर्क दृष्टिकोण.
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Disclosures
लेखकों का उल्लेख करना चाहते हैं, कि प्रस्तुत प्रोटोकॉल ज्यादातर एक प्रसिद्ध और व्यापक रूप से वर्णित चुनाव आयोग माप के बारे में मुद्दों का एक सरलीकरण है. आवश्यकता होने पर सभी पर्याप्त संदर्भ दिए गए थे। हमारा मुख्य उद्देश्य इस विधि के उपयोग को बढ़ावा देने के लिए किया गया था, साथ ही साथ हमारे नए और अद्वितीय समायोज्य, चुनाव आयोग माप के लिए बिजली से संचालित मस्तूल, एक कदम दर कदम दृष्टिकोण के साथ गैर विशेषज्ञों के बीच. हमें उम्मीद है, कि यह आसान महसूस करने के लिए बनाता है और कल्पना है कि हालांकि सख्त आवश्यकताओं को पूरा करने की जरूरत है, चुनाव आयोग तकनीक संतोषजनक रूप से भी गैर-सामान्य, स्थानिक रूप से सीमित पारिस्थितिकी प्रणालियों में लागू किया जा सकता है. पहले से ही व्यापक चुनाव आयोग सिद्धांत और पद्धति के विषय में साहित्य के साथ, प्रस्तुत प्रोटोकॉल संभवतः भी इस विषय पर आगे ज्ञान अधिग्रहण के लिए एक प्रोत्साहन हो सकता है.
Acknowledgments
इस शोध को राज्य वन, वारसॉ, पोलैंड के महानिदेशालय (परियोजना एलएएस, नहीं OR-2717/ हम मौसम विज्ञान विभाग, Poznan जीवन विज्ञान, पोलैंड, इस प्रोटोकॉल कार्यान्वयन और अपने दृश्य संस्करण बनाने के दौरान उनकी मदद में शामिल विश्वविद्यालय से पूरे अनुसंधान समूह के लिए हमारी कृतज्ञता व्यक्त करना चाहते हैं.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Adjustable mast with metal rails and electric engine (24 V) | maszty.net | - | Alternative basic construction. To be designed and made by professionals |
| EddyPro | LI-COR, Inc. | ver. 6.2.0. | Free commercial software for fluxes calculation. Available on a website: https://www.licor.com/env/products/eddy_covariance/software.html, on request |
| Enclosed-path infrared gas analyzer | LI-COR, Inc. | LI-7200 | One of two instruments of the eddy covariance system (EC) used for CO2 fluxes measurements. Other types of fast analyzers (>10Hz sampling frequency) can be used |
| REddyProc | - | - | Free software for EC fluxes gap filling and partitioning. Available on Max Planck Institute for Biogeochmistry: https://www.bgc-jena.mpg.de/bgi/index.php/Services/REddyProcWeb. Both online tool and R package are provided. |
| Short aluminum tower base with concrete foundation | maszty.net | - | Alternative basic construction (pioneering solution). To be designed and made by professionals |
| Sonic anemometer | Gill Instruments | Gill Windmaster | One of two instruments of the eddy covariance system (EC) used for wind speed measurements. Other types of three-dimensional sonic anemometers can be used |
| Stainless-steel tripod | Campbel Scientific, Inc. | CM110 10 ft | The basic construction for eddy covariance (EC) system. Can be constructed by yourself- materials to be found in a hardware store |
| Sunshine sensor | Delta-T Devices Ltd. | BF5 | One of the exemplary instruments for photosynthetic photon flux density measurements (PPFD). To be bought from several commercial companies. Remember to place it above the canopy, far from reflective surfaces. |
| Thermistors | Campbel Scientific, Inc. | T107 | One of the exemplary instruments for soil temperature measurements. To be bought from several commercial companies. It is advisable to have a profile of soil temperature |
| Thermohygrometer | Vaisala Oyj | HMP155 | One of the exemplary instruments for air temperature and humidity measurements. To be bought from several commercial companies. Remember to place it inside radiation shield at similar height as the EC system. |
References
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