Измерения CO2 Fluxes на неидеальных сайтах Эдди Ковариантки

Klaudia Ziemblińska; Marek Urbaniak; Paulina Dukat; Janusz Olejnik

doi:10.3791/59525

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

Измерения CO₂ Fluxes на неидеальных сайтах Эдди Ковариантки

DOI:

10.3791/59525

⸱

June 24th, 2019

Klaudia Ziemblińska¹, Marek Urbaniak¹, Paulina Dukat¹, Janusz Olejnik¹^,²

¹Department of Meteorology, Poznan University of Life Sciences, ²Department of Matter and Energy Fluxes, Global Change Research Centre

Please note that all translations are AI generated. Click here for the English version.

Резюме

Представленный протокол использует метод вихревого коварства в нетипичных местах, применимых ко всем типам экосистем с коротким навесом с ограниченной площадью, на лесовосстановленном участке в Польше. Описаны подробные сведения об измерении правил настройки сайта, расчетах потока и контроле качества, а также анализе конечных результатов.

Аннотация

Этот протокол является примером использования метода вихревого ковариантного исследования (EC) для исследования пространственно и временно усредненных чистых потоков CO₂ (чистое производство экосистем, НЭП) в нетипичных экосистемах, на территории, в настоящее время лесовосстановленной области в Польше. После торнадо в сохранившихся лесных стендах был создан относительно узкий «коридор», что усложняет подобные эксперименты. Применение других методов измерения, таких как метод камеры, является еще более трудным в этих обстоятельствах, потому что особенно в начале, поваленные деревья и в целом большая неоднородность сайта обеспечивают сложную платформу для выполнения измерения потока, а затем должным образом высококлассные полученные результаты. По сравнению со стандартными измерениями ЕС, проведенными в нетронутых лесах, случай ветровых зон требует особого внимания, когда речь идет о местоположении и анализе данных на объекте, с тем чтобы обеспечить их репрезентативность. Таким образом, здесь мы представляем протокол в режиме реального времени, непрерывный CO₂ измерения потока на динамически меняющихся, неидеальный сайт ЕС, который включает в себя (1) расположение сайта и приборов установки, (2) flux вычислений, (3) строгий фильтрации данных и контроль качества, а также (4) заполнение пробелов и чистые потоки, разделивающиеся на дыхание и поглощение CO 2. Основным преимуществом описанной методологии является то, что она содержит подробное описание экспериментальной установки и измерительных показателей с нуля, которые могут быть применены к другим пространственно ограниченным экосистемам. Его также можно рассматривать как список рекомендаций о том, как бороться с нетрадиционной эксплуатацией сайта, предоставляя описание для неспециалистов. Полученные проверенные качество, заполненные пробелы, получасовые значения чистых CO_2,а также абсорбционные и всасочные потоки, могут быть, наконец, агрегированы в ежедневные, ежемесячные, сезонные или годовые итоги.

Введение

В настоящее время наиболее часто используемый метод в атмосфере-земля экосистемы двуокиси углерода (CO₂) обмен исследований является eddy covariance (EC) техника¹. Метод ЕК используется десятилетиями, а исчерпывающие описания вопросов, касающихся всехметодологических, технических и практических аспектов, уже опубликованы 2,^3,⁴. По сравнению с другими методами, используемыми для аналогичных целей, метод ЕС позволяет получать пространственно и временно усредненные чистые потоки CO₂ от автоматических, точечных измерений, которые учит....

протокол

1. Установка местоположения и приборов

Выберите место расположения места измерения в относительно однородной и плоской местности, чтобы соответствовать основным требованиям метода EC. Избегайте мест со сложными формами земли (депрессии, склоны) или расположенных вблизи аэродинамических препятствий (например, сохранившихся деревьев), которые могут исказить поток воздуха.
1. Проверьте видовой состав и покрытие растений. Выберите место с наиболее схожими характеристиками: возраст и высота основного типа растительности.
2. По возможности проведите дополнительные исследования почвы, которые помогают выбрать однородную область. Сравните типы почв в не....

Результаты

Одним из важнейших шагов в области фильтрации потока и контроля качества на неидеальных участках ЕС является оценка пространственной репрезентативности измеренных потоков. Самый простой способ проведения такого анализа, учитывая тот факт, что расчеты проводились с .......

Обсуждение

Этот протокол представляет вихревый covariance (EC) метод, который будет использоваться на неидеальных сайтах (здесь лесовосстановление ветроустановки сайта): расположение сайта и измерения инфраструктуры установки, чистый CO₂ fluxes вычислений и пост-обработки, а также некоторые вопросы,.......

Раскрытие информации

Авторы хотели бы отметить, что представленный протокол в основном является упрощением хорошо известных и широко описанных вопросов, касающихся измерений ЕС. При необходимости были приведены все достаточные ссылки. Нашей главной целью было содействие использованию этого метода, а также нашей новой и уникальной регулируемой, электрически управляемой мачты для измерений ЕС, среди неспециалистов с поэтапным подходом. Мы надеемся, что это облегчает понимание и воображаемую, что, как бы ни были соблюдены строгие требования, метод ЕС может быть удовлетворительно применен также в нетипичных, пространственно ограниченных экосистемах. С уже широкой литературой, касающейся теории и методологии ЕС, представленный протокол потенциально может также быть стимулом для дальнейшего приобретения знаний по этому вопросу.

Благодарности

Это исследование было поддержано финансированием со стороны Главного управления государственных лесов Варшавы, Польша (проект LAS, No OR-2717/27/11). Мы хотели бы выразить нашу благодарность всей исследовательской группе из кафедры метеорологии Познанского университета наук о жизни, Польша, участвующих в реализации этого протокола и их помощь в создании его визуальной версии.

....

Материалы

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.