Det presenterade protokollet använder virvelkovariansmetoden på icke-typiska platser, som gäller för alla typer av kort-Canopy ekosystem med begränsat område, på en för närvarande återplanterade rotvälta plats i Polen. Närmare uppgifter om Mät platsens Inställningsregler, Flux-beräkningar och kvalitetskontroll samt slutresultat analys beskrivs.
Detta protokoll är ett exempel på användning av virveln kovarians (EG) teknik för att undersöka rumsligt och temporally genomsnitt netto Co2 flöden (netto ekosystem produktion, NEP), i icke-typiska ekosystem, på en för närvarande återskogad rotvälta område i Polen. Efter en tornado-händelse skapades en relativt smal “korridor” inom bevarade skogsbestånd, vilket försvårar en sådan typ av experiment. Tillämpningen av andra mätmetoder, såsom kammar metoden, är ännu svårare under dessa omständigheter, eftersom särskilt i början, fallna träd och i allmänhet stora heterogenitet av området ger en utmanande plattform för att utföra flödesmätningar och sedan för att korrekt Uppskala erhållna resultat. I jämförelse med de standardiserade EG-mätningar som utförs i orörda skogar kräver fallet med vindkast områden särskild hänsyn när det gäller plats och dataanalys för att säkerställa deras representativitet. Därför presenterar vi här ett protokoll med realtids kontinuerliga CO2 Flux-mätningar på en dynamiskt föränderlig, icke-idealisk EC-sajt, som inkluderar (1) plats och instrumenteringsinställning, (2) Flux-beräkning, (3) rigorös data filtrering och kvalitetskontroll, och (4) gap fyllning och nettoflöden partitionering i CO2 respiration och absorption. Den största fördelen med den beskrivna metoden är att den ger en detaljerad beskrivning av experimentellt installations-och mätresultat från grunden, som kan appliceras på andra rumsligt begränsade ekosystem. Det kan också ses som en lista över rekommendationer om hur man handskas med okonventionella webbplats drift, vilket ger en beskrivning för icke-specialister. Erhållna kvalitetssäkrade, Gap fyllda, halvtimmes värden av net CO2, samt absorption och respiration flöden, kan slutligen aggregeras till dagliga, månatliga, säsongsbetonade eller årliga summor.
Nuförtiden, den mest använda tekniken i atmosfären-land ekosystemet koldioxid (CO2) utbytesstudier är Eddy KOVARIANS (EC) teknik1. EG-metoden har använts i årtionden, och omfattande beskrivningar av frågor som rör alla metodologiska, tekniska och praktiska aspekter har redan publicerats2,3,4. Jämfört med andra tekniker som används för liknande ändamål tillåter EG-metoden att man erhåller de rumsligt och timligt genomsnittliga netto CO2 -flödena från automatiska punkt mätningar som beaktar bidraget från alla element i komplicerade ekosystem, i stället för mödosamma, manuella mätningar (t. ex. kammar tekniker) eller kravet på att ta många prover1.
Bland land ekosystem, skogar spelar den mest betydelsefulla roll i C cykling och många vetenskapliga aktiviteter har fokuserat på att undersöka deras CO2 cykel, kollagring i vedartad biomassa och deras ömsesidiga relationer med förändrade klimatförhållanden genom direkt mätning eller modellering5. Många EG-webbplatser, inklusive en av de längsta Flux-posterna6, sattes upp över olika typer av skogar7. Vanligtvis var platsen noga valt innan mätningarna började, med målet att det mest homogena och största området möjligt. Även om, i störda skogsområden, såsom windkast, antalet EG mätstationer är fortfarande otillräckliga8,9,10. En anledning är logistiska svårigheter att mäta platsinställning och, mest av allt, ett litet antal plötsligt visas platser. För att få de mest informativa resultaten på rotvälta områden, är det viktigt att starta så snart som möjligt efter en sådan händelse, vilket kan orsaka ytterligare problem. I motsats till orörda skogsområden, är EG-mätningar vid vindkast platser mer utmanande och kan avvika från redan etablerade förfaranden3. Eftersom vissa extrema vind fenomen skapar rumsligt begränsade områden finns det ett behov av en genomtänkt Mät Stations plats och noggrann databehandling för att härleda så mycket pålitliga Flux-värden som möjligt. Liknande svårigheter i EG-metodens tillämpning har inträffat (t. ex. studier utförda över en lång men smal sjö) där uppmätta CO2 -flöden krävde rigorösa data filtrering11,12 för att säkerställa deras rumslig representativitet.
Därför är det presenterade protokollet ett exempel på användningen av EG-metoden på icke-typiska platser, som inte bara är konstruerade för vindrutor, utan för alla andra typer av kort vegetation med det begränsade området (t. ex. odlingsmarker som ligger mellan högre vegetationstyper). Den största fördelen med den föreslagna metoden är en allmän beskrivning av komplicerade förfaranden, som kräver avancerade kunskaper, från platsen plats val och instrumentering upp till slutresultatet: en komplett datauppsättning av hög kvalitet CO2 Flöden. Den tekniska nyheten i Mät protokollet är användningen av en unik bas konstruktion för EG-systemet placering (t. ex. stativ med en definierad höjd som är en “mini-torn” med en justerbar, elektriskt manövrerade mast, vilket gör det möjligt att ändra den slutliga höjden av sensorer efter individuella behov).
Detta protokoll presenterar Eddy kovarians (EG) metod som skall användas vid icke-ideala platser (här en återplanterade rotvälta plats): plats och mäta infrastruktur setup, net Co2 flöden beräkning och efter behandling, liksom vissa frågor om Gap fyllning och flöden partitionering förfaranden.
Även om EG-tekniken ofta används på många mätplatser runt om i världen är de flesta av dem icke-störda ekosystem, där utformningen och följande databehandling kan göras en…
The authors have nothing to disclose.
Denna forskning stöddes av finansiering från generaldirektoratet för statliga skogar, Warszawa, Polen (projekt LAS, no eller-2717/27/11). Vi vill uttrycka vår tacksamhet till hela forskargruppen från Meteorologiska institutionen, Poznan University of Life Sciences, Polen, som deltar i detta protokoll genomförande och deras hjälp under skapandet av dess visuella version.
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. |