Name: measurements of co2 fluxes at non-ideal eddy covariance sites
Uploaded: 2019-06-24T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measurements of CO2 Fluxes at Non-Ideal Eddy Covariance Sites at JoVE.com

وقد تم دعم هذا البحث بتمويل من المديرية العامة للغابات الحكومية، وارسو، بولندا (مشروع جامعة الدول العربية، رقم OR-2717/27/11). ونود أن نعرب عن امتناننا لفريق البحوث بأكمله من قسم الأرصاد الجوية، جامعة بوزنان لعلوم الحياة، بولندا، الذي شارك في تنفيذ هذا البروتوكول ولمساعدتهم أثناء إنشاء نسخته البصرية.

1. موقع الموقع وإعداد الأجهزة
<ol><li>اختيار موقع قياس في التضاريس متجانسة نسبيا ومسطحة لتلبية المتطلبات الأساسية لطريقة EC. تجنب الأماكن ذات الأشكال الأرضية المعقدة (المنخفضات والمنحدرات) أو الواقعة بالقرب من العقبات الأيرودينامية (على سبيل المثال، تقف الأشجار الباقية على قيد الحياة)، والت...

<ol>
	<li>Baldocchi, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+fluxes+of+trace+gases+and+energy+between+ecosystems+and+the+atmosphere+-+the+state+and+future+of+the+eddy+covariance+method.">Measuring fluxes of trace gases and energy between ecosystems and the atmosphere - the state and future of the eddy covariance method.</a> Global Change Biology. 20, 3600-3609 (2014).</li><li>Aubinet, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimates+of+the+annual+net+carbon+and+water+exchange+of+European+forests:+the+EUROFLUX+methodology.">Estimates of the annual net carbon and water exchange of European forests: the EUROFLUX methodology.</a> Advances in Ecological Research. 30, 113-174 (2000).</li><li>Aubinet, M., Vesala, T., Papale, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A practical guide to measurements and Data Analysis. , (2012).</li><li>Burba, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Eddy Covariance Method for: Scientific, Industrial, Agricultural, and Regulatory Applications. A Field Book on Measuring Ecosystem Gas Exchange and Areal Emission Rates. , (2013).</li><li>Pan, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Large+and+Persistent+Carbon+Sink+in+the+World&#8217;s+Forests.">A Large and Persistent Carbon Sink in the World&#8217;s Forests.</a> Science. 333, 988-993 (2011).</li><li>Wofsy, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Net+exchange+of+CO2+in+a+midlatitude+forest.">Net exchange of CO2 in a midlatitude forest.</a> Science. 260 (5112), 1314-1317 (1993).</li><li>Luyssaert, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CO2+balance+of+boreal,+temperate,+and+tropical+forests+derived+from+a+global+database.">CO2 balance of boreal, temperate, and tropical forests derived from a global database.</a> Global Change Biology. 13, 2509-2537 (2007).</li><li>Knohl, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+dioxide+exchange+of+a+Russian+boreal+forest+after+disturbance+by+wind+throw.">Carbon dioxide exchange of a Russian boreal forest after disturbance by wind throw.</a> Global Change Biology. 8, 231-246 (2002).</li><li>Lindauer, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Net+ecosystem+exchange+over+a+non-cleared+wind-throw-disturbed+upland+spruce+forest-Measurements+and+simulations.">Net ecosystem exchange over a non-cleared wind-throw-disturbed upland spruce forest-Measurements and simulations.</a> Agricultural and Forest Meteorology. 197, 219-234 (2014).</li><li>Schulze, E. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Productivity+of+forests+in+the+Eurosiberian+boreal+region+and+their+potential+to+act+as+a+carbon+sink+-+a+synthesis.">Productivity of forests in the Eurosiberian boreal region and their potential to act as a carbon sink - a synthesis.</a> Global Change Biology. 5, 703-722 (1999).</li><li>Mammarella, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+dioxide+and+energy+fluxes+over+a+small+boreal+lake+in+Southern+Finland.">Carbon dioxide and energy fluxes over a small boreal lake in Southern Finland.</a> Journal of Geophysical Research-Biogeosciences. 120, 1296-1314 (2015).</li><li>Vesala, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eddy+covariance+measurements+of+carbon+exchange+and+latent+and+sensible+heat+fluxes+over+a+boreal+lake+for+a+full+open+water+period.">Eddy covariance measurements of carbon exchange and latent and sensible heat fluxes over a boreal lake for a full open water period.</a> Journal of Geophysical Research-Biogeosciences. 111, 1-12 (2006).</li><li>Burba, G., Anderson, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A brief practical guide to Eddy Covariance Flux Measurements. Principles and workflow examples for scientific and industrial applications. , (2010).</li><li>Businger, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+accuracy+with+which+dry+deposition+could+be+measured+with+current+micrometeorological+techniques.">Evaluation of the accuracy with which dry deposition could be measured with current micrometeorological techniques.</a> Journal of Applied Meteorology and Climatology. 25, 1100-1124 (1986).</li><li>. Eddy Pro Software Instruction Manual Available from: <a target="_blank" href="https://www.licor.com/documents/1ium2zmwm6hl36yz9bu4">https://www.licor.com/documents/1ium2zmwm6hl36yz9bu4</a> (2017)</li><li>Wilczak, J. M., Oncley, S. P., Stage, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sonic+anemometer+tilt+correction+algorithms.">Sonic anemometer tilt correction algorithms.</a> Boundary-Layer Meteorology. 99, 127-150 (2001).</li><li>Foken, T., Lee, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Post-field+quality+control.">Post-field quality control.</a> Handbook of Micrometeorology: A Guide for Surface Flux Measurements. , (2004).</li><li>Kljun, N., Rotach, M. W., Schmid, H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+three-dimensional+backward+Lagrangian+footprint+model+for+a+wide+range+of+boundary-layer+stratifications.">A three-dimensional backward Lagrangian footprint model for a wide range of boundary-layer stratifications.</a> Boundary Layer Meteorology. 103, 205-226 (2002).</li><li>Foken, T., Wichura, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tools+for+quality+assessment+of+surface-based+flux+measurements.">Tools for quality assessment of surface-based flux measurements.</a> Agricultural and Forest Meteorology. 78, 83-105 (1996).</li><li>Mauder, M., Foken, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+post-field+data+processing+on+eddy+covariance+flux+estimates+and+energy+balance+closure.">Impact of post-field data processing on eddy covariance flux estimates and energy balance closure.</a> Meteorologische Zeitschrift. 15, 597-609 (2006).</li><li>Gu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Objective+threshold+determination+for+nighttime+eddy+flux+filtering.">Objective threshold determination for nighttime eddy flux filtering.</a> Agricultural and Forest Meteorology. 128 (3-4), 179-197 (2005).</li><li>Papale, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+a+standardized+processing+of+Net+Ecosystem+Exchange+measured+with+eddy+covariance+technique:+algorithms+and+uncertainty+estimation.">Towards a standardized processing of Net Ecosystem Exchange measured with eddy covariance technique: algorithms and uncertainty estimation.</a> Biogeosciences. 3 (4), 571-583 (2006).</li><li>Barr, A. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interannual+variability+in+the+leaf+area+index+of+a+boreal+aspen-hazelnut+forest+in+relation+to+net+ecosystem+production.">Interannual variability in the leaf area index of a boreal aspen-hazelnut forest in relation to net ecosystem production.</a> Agricultural and Forest Meteorology. 126, 237-255 (2004).</li><li>Krishnan, P., Black, T. A., Jassal, R. S., Chen, B., Nesic, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interannual+variability+of+the+carbon+balance+of+three+different-aged+Douglas-fir+stands+in+the+Pacific+Northwest.">Interannual variability of the carbon balance of three different-aged Douglas-fir stands in the Pacific Northwest.</a> Journal of Geophysical Research. 114, 1-18 (2009).</li><li>Reichstein, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+separation+of+net+ecosystem+exchange+into+assimilation+and+ecosystem+respiration:+Review+and+improved+algorithm.">On the separation of net ecosystem exchange into assimilation and ecosystem respiration: Review and improved algorithm.</a> Global Change Biology. 11, 1424-1439 (2005).</li><li>Falge, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gap+filling+strategies+for+defensible+annual+sums+of+net+ecosystem+exchange.">Gap filling strategies for defensible annual sums of net ecosystem exchange.</a> Agricultural and Forest Meteorology. 107, 43-69 (2001).</li><li>Ooba, M., Hirano, T., Mogami, J. I., Hirata, R., Fujinuma, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparisons+of+gap-filling+methods+for+carbon+flux+dataset:+A+combination+of+a+genetic+algorithm+and+an+artificial+neural+network.">Comparisons of gap-filling methods for carbon flux dataset: A combination of a genetic algorithm and an artificial neural network.</a> Ecological Modelling. 198, 473-486 (2006).</li><li>Papale, D., Valentini, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+assessment+of+European+forests+carbon+exchanges+by+eddy+fluxes+and+artificial+neural+network+spatialization.">A new assessment of European forests carbon exchanges by eddy fluxes and artificial neural network spatialization.</a> Global Change Biology. 9, 525-535 (2003).</li><li>Baldocchi, D. D., Vogel, C. A., Hall, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seasonal+variation+of+carbon+dioxide+exchange+rates+above+and+below+a+boreal+jack+pine+forest.">Seasonal variation of carbon dioxide exchange rates above and below a boreal jack pine forest.</a> Agricultural and Forest Meteorology. 83, 147-170 (1997).</li><li>Lloyd, J., Taylor, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+Temperature+Dependence+of+Soil+Respiration.">On the Temperature Dependence of Soil Respiration.</a> Functional Ecology. 8, 315-323 (1994).</li><li>Lasslop, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+of+net+ecosystem+exchange+into+assimilation+and+respiration+using+a+light+response+curve+approach:+critical+issues+and+global+evaluation.">Separation of net ecosystem exchange into assimilation and respiration using a light response curve approach: critical issues and global evaluation.</a> Global Change Biology. 16, 187-208 (2010).</li><li>Kljun, N., Calanca, P., Rotach, M. W., Schmid, H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+two-dimensional+parameterisation+for+Flux+Footprint+Prediction+(FFP).">A simple two-dimensional parameterisation for Flux Footprint Prediction (FFP).</a> Geoscientific Model Development. 8, 3695-3713 (2015).</li></ol>

يعرض هذا البروتوكول طريقة التباين المشترك الدوامة (EC) لاستخدامها في المواقع غير المثالية (هنا موقع رمي الرياح المعاد تشجيره): موقع الموقع وقياس إعداد البنية التحتية، صافي ثاني أكسيد الكربون التدفقات الحسابية وما بعد المعالجة، فضلا عن بعض القضايا المتعلقة سد الفجوة والتدفقات تقسيم ?...

في الوقت الحاضر، والتقنية الأكثر شيوعا في الغلاف الجويالأرض النظام الإيكولوجي ثاني أكسيد الكربون (CO 2) دراسات التبادل هو الدوامة covariance (EC) تقنية1. وقد استخدمت طريقة الجماعة الأوروبية لعقود، وقد نشرت بالفعل وصف شامل للقضاياالمتعلقة بجميع الجوانب المنهجية والتقنية والعملية 2،3،4. وبالمقارنة مع التقنيات الأخرى المستخدمة لأغراض مماثلة، تسمح طريقة الجماعة الأوروبية بالحصول على التدفقات الصافية لثاني أكسيد الكربون 2 المتوسطة مكانياً وزمنياً من القياسات التلقائية والنقاط التي تنظر في مساهمة جميع العناصر في حالات معقدة النظم الإيكولوجية، بدلا من القياسات اليدوية شاقة (على سبيل المثال، تقنيات الغرفة) أو شرط أخذ العديد من العينات1.
ومن بين النظم الإيكولوجية للأراضي، تؤدي الغابات أهم دور في ركوب الدراجات في الجبال، وقد ركزت العديد من الأنشطة العلمية على دراسة دورة ثاني أكسيد الكربون، وتخزين الكربون في الكتلة الأحيائية الخشبية، وعلاقاتها المتبادلة مع الظروف المناخية المتغيرة عن طريق: كل من القياسالمباشر أو النمذجة 5. العديد من مواقع المفوضية الأوروبية،بما في ذلك واحدة من أطول سجلات تدفق 6، تم إعداد فوق أنواع مختلفة من الغابات7. عادة، تم اختيار موقع الموقع بعناية قبل بدء القياسات، بهدف أكثر المناطق تجانسا وأكبر هادى. على الرغم من أن، في مواقع الغابات المضطربة، مثلالرياح، وعدد محطات قياس EC لا تزال غير كافية 8،9،10. وأحد الأسباب هو الصعوبات اللوجستية في قياس إعداد الموقع، والأهم من ذلك كله، وجود عدد صغير من المواقع التي تظهر فجأة. من أجل الحصول على النتائج الأكثر إفادة في مناطق رمي الرياح، من الأهمية بمكان أن تبدأ في أقرب وقت ممكن بعد مثل هذا الحدث العرضي، والتي قد تسبب مشاكل إضافية. وعلى النقيض من المواقع الحرجية التي لم يمسها أحد، فإن قياسات الجماعة الأوروبية في مواقع رمي الرياح أكثر صعوبة ويمكن أن تحيد عن الإجراءات المعمول بها بالفعل3. وبما أن بعض ظواهر الرياح الشديدة تخلق مناطق محدودة من الناحية المكانية، فإن هناك حاجة إلى موقع محطة قياس مدروسة ومعالجة دقيقة للبيانات من أجل استخلاص أكبر قدر ممكن من قيم التدفق الموثوق بها. وقد حدثت صعوبات مماثلة في تطبيق طريقة الجماعة الأوروبية (على سبيل المثال، دراسات الانتهاء التي أجريت فوق بحيرة طويلة ولكنها ضيقة) حيث تتطلب تدفقات ثاني أكسيد الكربون المقاسة تصفية البيانات الصارمة11،12 من أجل ضمان التمثيل المكاني.
ومن ثم، فإن البروتوكول المعروض هو مثال على استخدام طريقة الجماعة الأوروبية في مواقع غير نموذجية، لا مصممة فقط لمناطق رمي الرياح، بل لجميع الأنواع الأخرى من النباتات القصيرة ذات المساحة المحدودة (مثل الأراضي الزراعية الواقعة بين أنواع النباتات الأطول). وتتمثل أكبر ميزة في المنهجية المقترحة في وصف عام للإجراءات المعقدة، التي تتطلب معرفة متقدمة، من اختيار الموقع والأجهزة التي تم إعدادها إلى النتيجة النهائية: مجموعة بيانات كاملة من ثاني أكسيد الكربون عالي الجودة2 تدفقات. الجدة التقنية لبروتوكول القياس هو استخدام بناء قاعدة فريدة من نوعها لوضع نظام المفوضية الأوروبية (على سبيل المثال، ترايبود مع ارتفاع محدد هو "برج صغير" مع الصاري قابل للتعديل، تعمل كهربائيا، مما يسمح بتغيير الارتفاع النهائي لل أجهزة الاستشعار وفقا للاحتياجات الفردية).

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Adjustable mast with metal rails and electric engine (24 V)</td>
			<td>maszty.net</td>
			<td>-</td>
			<td>Alternative basic construction. To be designed and made by professionals</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EddyPro</td>
			<td>LI-COR, Inc.</td>
			<td>ver. 6.2.0.</td>
			<td>Free commercial software for fluxes calculation. Available on a website: https://www.licor.com/env/products/eddy_covariance/software.html, on request</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Enclosed-path infrared gas analyzer</td>
			<td>LI-COR, Inc.</td>
			<td>LI-7200</td>
			<td>One of two instruments of the eddy covariance system (EC) used for CO2 fluxes measurements. Other types of fast analyzers (&#62;10Hz sampling frequency) can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>REddyProc</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>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.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Short aluminum tower base with concrete foundation</td>
			<td>maszty.net</td>
			<td>-</td>
			<td>Alternative basic construction (pioneering solution). To be designed and made by professionals</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonic anemometer</td>
			<td>Gill Instruments</td>
			<td>Gill Windmaster</td>
			<td>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</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless-steel tripod</td>
			<td>Campbel Scientific, Inc.</td>
			<td>CM110 10 ft</td>
			<td>The basic construction for eddy covariance (EC) system. Can be constructed by yourself- materials to be found in a hardware store</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sunshine sensor</td>
			<td>Delta-T Devices Ltd.</td>
			<td>BF5</td>
			<td>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.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermistors</td>
			<td>Campbel Scientific, Inc.</td>
			<td>T107</td>
			<td>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</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermohygrometer</td>
			<td>Vaisala Oyj</td>
			<td>HMP155</td>
			<td>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.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measurements of co2 fluxes at non-ideal eddy covariance sites

وهذا البروتوكول مثال على استخدام تقنية التباين المشترك (EC) للتحقيق في متوسط تدفقات ثاني أكسيد الكربون الصافية من الناحيتين المكانية والزمنية (صافي إنتاج النظم الإيكولوجية، NEP)، في النظم الإيكولوجية غير النموذجية، في منطقة رمي الرياح المعاد تشجيرها حالياً في بولندا. بعد حدث اعصار، تم إنشاء "ممر" ضيق نسبيا داخل المدرجات الغابات الباقين على قيد الحياة، مما يعقد هذا النوع من التجارب. تطبيق تقنيات القياس الأخرى، مثل طريقة الغرفة، هو أكثر صعوبة في ظل هذه الظروف، لأنه خاصة في البداية، والأشجار التي سقطت وبشكل عام عدم تجانس كبير من الموقع توفر منصة صعبة لأداء قياسات التدفق ومن ثم إلى النتائج الراقية بشكل صحيح. وبالمقارنة مع القياسات القياسية التي أجريت في الغابات التي لم يمسها أحد، تتطلب حالة مناطق رمي الرياح اهتماما خاصا عندما يتعلق الأمر بموقع الموقع وتحليل البيانات من أجل ضمان تمثيلها. لذلك، نقدم هنا بروتوكول من القياسات في الوقت الحقيقي، وتدفقات CO2 المستمر في موقع EC متغير بشكل حيوي، غير مثالي، والذي يتضمن (1) موقع الموقع وإعداد الأجهزة، (2) حساب التدفق، (3) تصفية البيانات الصارمة و مراقبة الجودة، و (4) ملء الفجوة وصافي التدفقات تقسيم إلى ثاني أكسيد الكربون التنفس والامتصاص. والميزة الرئيسية للمنهجية الموصوفة هي أنها تقدم وصفا مفصلا لأداء الإعداد والقياس التجريبيين من الصفر، يمكن تطبيقه على النظم الإيكولوجية الأخرى المحدودة من الناحية المكانية. ويمكن أيضا أن ينظر إليها على أنها قائمة من التوصيات بشأن كيفية التعامل مع تشغيل المواقع غير التقليدية، وتوفير وصف لغير المتخصصين. يمكن تجميع القيم التي تم التحقق منها منحيث الجودة، وملء الفجوة، ونصف ساعة من صافي CO 2، فضلا عن تدفقات الامتصاص والتنفس، في نهاية المطاف في المجاميع اليومية أو الشهرية أو الموسمية أو السنوية.

ومن الخطوات الحاسمة في تصفية التدفقات ومراقبة الجودة في مواقع الجماعة الأوروبية غير المثالية تقييم التمثيل المكاني للتدفقات المقاسة. وأبسط طريقة لإجراء هذا التحليل، بالنظر إلى أن الحسابات قد أجريت باستخدام برامج حاسوبية تجارية تطبق على نطاق واسع، هي أن تشمل قياسات من ?...

Watch this Scientific Journal Video about Measurements of CO2 Fluxes at Non-Ideal Eddy Covariance Sites at JoVE.com

Measurements of CO2 Fluxes at Non-Ideal Eddy Covariance Sites

ويستخدم البروتوكول المعروض طريقة التباين المشترك الدوامة في مواقع غير نموذجية، تنطبق على جميع أنواع النظم الإيكولوجية ذات المظلة القصيرة ذات المساحة المحدودة، في موقع لإلقاء الرياح أعيد تشجيره حاليا في بولندا. يتم وصف تفاصيل قياس قواعد إعداد الموقع، وحسابات التدفق ومراقبة الجودة، وتحليل النتائج النهائية.

قياسات تدفقات ثاني أكسيد الكربون في مواقع التباين المشترك غير المثالية

This protocol is an example of utilizing the eddy covariance (EC) technique to investigate spatially and temporally averaged net CO2 fluxes (net ecosystem ...

البروتوكول هو وصف خطوة بخطوة لإعداد موقع التباين المشترك والأداء القياسات من الصفر ، والتي يمكن تطبيقها بنجاح في النظم الإيكولوجية المحدودة مكانيا. ونعتقد أن البروتوكول يسهل إدراك ضرورة الوفاء بمتطلبات صارمة. يمكن تطبيق تقنية التغايرية بشكل مرضي أيضا في مواقع غير مثالية.بمجرد تقديمه في شكل مرئي ، يمكن استخدام البروتوكول كخيار أول وسهل نسبيًا لغير المتخصصين الذين أجبروا أو يرغبون في استخدام تقنية التباين المشترك. للبدء، على خريطة الارتفاع، اختر موقع قياس في التضاريس المتجانسة نسبيا ومسطحة لتلبية المتطلبات الأساسية لطريقة EC. حدد موقعًا بدون عوائق وتأكد من أن المنطقة التي سيتم فحصها تمتد في كل اتجاه على الأقل 100 ضعف ارتفاع جهاز الاستشعار الذي سيتم وضعه.في الموقع، استخدم مقياساً لقياس الهواء لدراسة اتجاهات الرياح السائدة لمدة عام واحد أو تحليل البيانات من أقرب محطة أرصاد الجوية. تحديد أي نظام EC لاستخدامه. افتح محلل الغاز تحت الأحمر المسار مع انخفاض استهلاك الطاقة أو محلل مسار مغلق مع أنبوب المداومة قصيرة إذا لم تكن هناك قيود على إمدادات الطاقة أو إذا كان في بيئات قاسية.في الموقع ، ووضع ترايبود مع عمود عمودي لتركيب نظام الجماعة الأوروبية على القمة. ضع محلل الغاز بالأشعة تحت الحمراء ومقياس التسارع الصوتي ثلاثي الأبعاد بالقرب من بعضهما البعض. ضع مقياس التسارع الصوتي في وضع عمودي تمامًا.إمالة محلل الغاز قليلا للسماح لمياه الأمطار لتشغيل قبالة بسهولة. رفع الصكوك إلى ارتفاع ضعف ارتفاع المظلة من سطح التربة وعلى الأقل متر ونصف إلى مترين فوق الجزء العلوي من المظلة. تجنب تركيب أي عناصر غير ضرورية قريبة من نظام الجماعة الأوروبية، والتي يمكن أن تشوه تدفق الهواء.ولمزيد من التحليل الحسابي والتدفقي، قم بقياس بعض المتغيرات المساعدة في نفس الوقت، بما في ذلك على الأقل درجة حرارة الهواء والتربة، والرطوبة النسبية للهواء، وكثافة تدفق الفوتون الضوئي، والإشعاع الشمسي الوارد، وهطول الأمطار. لحساب تدفق ثاني أكسيد الكربون، استخدم البرمجيات الحرة المتاحة تجاريا EddyPro التي تشمل تطبيقات التصحيح لحساب تدفق EC. أولاً، قم بإنشاء مشروع جديد ثم في علامة التبويب معلومات المشروع تحديد تنسيق ملف البيانات الأولية واختيار ملف بيانات التعريف.انتقل إلى علامة التبويب معلومات تدفق، واختيار مجموعة البيانات ودلائل الإخراج، وتحديد تنسيق اسم الملف الخام، والتحقق من قائمة العناصر لحساب تدفق. ثم انتقل إلى علامة التبويب خيارات المعالجة واختر إعدادات معالجة البيانات الأولية. اختيار طريقة التناوب لتصحيح قياسات مقياس التسارع، والذي يسمح المحاسبة عن أي محاذاة من مقياس الصوت مع ما يتعلق تبسيط الرياح المحلية.ضع علامة على أول نهج تناسب غير مُعَد للمواقع غير المتجانسة غير المُتجانَسة. اختر نوع نهج الإشارات 012. حدد طريقة البصمة المفضلة لمنطقة التأثير على التدفقات المقاسة.ترك كافة الإعدادات الأخرى دون تغيير. انقر فوق تشغيل في الوضع المتقدم لبدء حسابات تدفق في نهاية المطاف. إنشاء جدول بيانات يحتوي على النتائج من برنامج حساب التدفق والقياسات المساعدة.استخدم أدوات التصفية في جدول البيانات لتصفية تدفقات ثاني أكسيد الكربون التي يتم قياسها أثناء الظروف الجوية غير المواتية وأعطال الأجهزة. بالنسبة لمحلل المسار المغلق، تحقق من متوسط قيمة قوة الإشارة. ثم، وضع علامة على جميع التدفقات التي تم قياسها باستخدام ASS أقل من عتبة 60٪ المقترحة في دليل الأداة.تخلص من التدفقات التي تم قياسها خلال أي أحداث مطرية مع P أكبر من أو يساوي 0.1 ملليمتر. لحساب الظروف غير الملائمة لتطبيق أسلوب التباين المشترك eddy، تجاهل بيانات التدفق مع جودة رديئة وجود قيم ثاني أكسيد الكربون التي لها علامة أكبر من واحد في ملف النتائج الشائعة. استخدم مؤشر الفترة الليلية، الذي يساوي الصفراً أثناء النهار، والمعطى في ملف الإخراج لتصفية قيم تدفق ثاني أكسيد الكربون التي تقاس في الليل.رسم تدفق ثاني أكسيد الكربون ليلا مقابل قيم سرعة الاحتكاك المقابلة والعثور على قيمة U-star التي توقفت هذه التدفقات زيادة. وضع علامة على القيمة التي تم الحصول عليها كعتبة سرعة الاحتكاك لاستخدامها كمقياس لظروف الاضطراب غير الكافية. تخلص من مجموعة البيانات من جميع تدفقات ثاني أكسيد الكربون التي لها قيمة نجمة U أقل من العتبة ، مما يشير إلى اضطراب غير كاف.الآن، مؤامرة ارتفعت الرياح على خريطة المنطقة التحقيق للقيود التمثيل المكاني تدفق. وفقا لتقدير آثار أقدام متكاملة عبر الرياح، واختيار 70٪ كاحتمالات لمواقع محدودة مكانيا لاستخدامها لمزيد من التحليل. بعد ذلك ، توجه خريطة وارتفعت الرياح بنفس الطريقة واستخدام الاتجاه الشمالي كمؤشر ، تحقق مما إذا كان أي اتجاه في منطقة الاهتمام يحتوي على عقبات ، على سبيل المثال ، أنواع أخرى من النظم الإيكولوجية ، ووضع علامة عليها على أنها ليست تمثيلية.اختر قطاعات اتجاه الرياح وقيم البصمة الأكثر تمثيلاً لموقع القياس، وتحقق من البعد، وحدد الحد الأقصى للطول. تصفية قيم التدفق التي لا تفي بكلا المتطلبات. لتنفيذ سد الفجوة لبيانات ثاني أكسيد الكربون، اختر طريقة سد فجوة تدفق ثاني أكسيد الكربون التي تم فحصها بالجودة والتقسيم إلى امتصاص وتنفّس من ثلاث مجموعات أساسية: النهج القائم على المعالجة، والأساليب الإحصائية، واستخدام الشبكات العصبية.وأضعف نقطة في البروتوكول هي وصف تقسيم سد الفجوة وتدفقها لأن الأساليب المقترحة قد تم تطويرها بشكل فردي من قبل أخصائيين آخرين ولم تنفذ هنا إلا كتقنيات مقترحة. ومن أمثلة النهج القائم على العمليات شبكة البحوث في مجال التدفقات الكندية. لسد الثغرات، ليس فقط في ثاني أكسيد الكربون ولكن أيضا قيم EasyFlux الأخرى، مثل الحرارة المعقولة والكامنة، وكذلك في عناصر الأرصاد الجوية الهامة، استخدم أداة REddyProc عبر الإنترنت، والتي تتوفر أيضًا كحزمة برامج R.بعد ذلك، في برامج R، على سبيل المثال، حساب المجاميع اليومية والشهرية والسنوية لجميع تدفقات ثاني أكسيد الكربون المليئة بالثغرات، بما في ذلك صافي إنتاج النظام الإيكولوجي، وإجمالي إنتاج النظام الإيكولوجي، وتنفس النظم الإيكولوجية. تُظهر قطعة الأرض التي تظهر على خلفية منطقة موقع TLEN 1 المضلعات المظللة باللون الأزرق لاتجاه الرياح المختار والمضلعات المظللة باللون الأحمر داخلها كقطاعات دائرة يبلغ نصف قطرها 200 متر، مما يمثل أقصى حد مقبول لبصمات الجريان. ويبين هذا الشكل نتائج إجراء التصفية على سبيل المثال لسنة واحدة من قياسات تدفقات صافي إنتاج النظام الإيكولوجي من موقع رمي الرياح TLEN 1.وقد تم التخلص من أقل عدد من نقاط البيانات بسبب الظروف الجوية غير المواتية وأعطال الأجهزة. وفي حين أن الجزء الأخير من بروتوكول ضمان الجودة، بالنظر إلى القيود المفروضة على التمثيل المكاني للتدفق، لم يسفر عن تغطية نهائية للبيانات إلا بنسبة 1/3 من جميع تدفقات إنتاج النظام الإيكولوجي الصافي الخام التي تقاس من قبل الجماعة الأوروبية. وتبين العلاقة بين صافي تدفقات إنتاج النظم الإيكولوجية، والفجوة التي تم سدها بالنسبة للطريقة القائمة على العمليات، والنهج الإحصائي، تراجعاً خطياً بسيطاً، مما يشير إلى أن كلا التقنيتين يمكن مقارنتها بشكل عام وبالتالي يمكن استخدامهما لسد فجوة التدفقات الصافية في إنتاج النظم الإيكولوجية. وباستخدام هاتين الطريقتين، تم الحصول أيضاً على مجاميع تدفق التنفس اليومي للنظام الإيكولوجي من إجراء التقسيم.يجب أن نتذكر أن إحدى الخطوات الحاسمة في تصفية البيانات ومراقبة الجودة في المواقع غير المثالية هي تقييم التمثيل المكاني للتدفقات المقاسة.

Research

JoVE Journal

Environment

Measurements of CO2 Fluxes at Non-Ideal Eddy Covariance Sites

Multimodal Optical Microscopy Methods Reveal Polyp Tissue Morphology and Structure in Caribbean Reef Building Corals

المتعدد الوسائط البصرية الميكروسكوب طرق كشف ورم الأنسجة الصرف والبنية في منطقة البحر الكاريبي المرجانية بناء المرجان

An integrated suite of imaging techniques has been applied to determine the three-dimensional (3D) morphology and cellular structure of polyp tissues ...

Measuring Fluxes of Mineral Nutrients and Toxicants in Plants with Radioactive Tracers

قياس تدفقاتها من المغذيات المعدنية والمواد السامة في النباتات مع المشعة الراسمات

Unidirectional influx and efflux of nutrients and toxicants, and their resultant net fluxes, are central to the nutrition and toxicology of plants. ...

Physical, Chemical and Biological Characterization of Six Biochars Produced for the Remediation of Contaminated Sites

الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية توصيف ستة Biochars إنتاج لمعالجة المواقع الملوثة

The physical and chemical properties of biochar vary based on feedstock sources and production conditions, making it possible to engineer biochars with ...

A CO2 Concentration Gradient Facility for Testing CO2 Enrichment and Soil Effects on Grassland Ecosystem Function

A CO2 Concentration Gradient Facility for Testing CO2 Enrichment and Soil Effects on Grassland Ecosystem Function

A CO<sub&gt; 2</sub&gt; مرفق تركيز متدرجة لاختبار CO<sub&gt; 2</sub&gt; الإثراء والتربة تأثيرات على وظيفة الأراضي العشبية النظام الإيكولوجي

Continuing increases in atmospheric carbon dioxide concentrations (CA) mandate techniques for examining impacts on terrestrial ecosystems. Most ...

Measuring Carbon-based Contaminant Mineralization Using Combined CO2 Flux and Radiocarbon Analyses

Measuring Carbon-based Contaminant Mineralization Using Combined CO2 Flux and Radiocarbon Analyses

قياس ملوثات التعدين استنادا الكربون عن طريق الجمع بين CO<sub&gt; 2</sub&gt; الجريان والكربون المشع تحليلات

A method is described which uses the absence of radiocarbon in industrial chemicals and fuels made from petroleum feedstocks which frequently contaminate ...

Calibrated Passive Sampling - Multi-plot Field Measurements of NH3 Emissions with a Combination of Dynamic Tube Method and Passive Samplers

Calibrated Passive Sampling - Multi-plot Field Measurements of NH3 Emissions with a Combination of Dynamic Tube Method and Passive Samplers

السلبي أخذ العينات معايرة - متعدد مؤامرة القياسات الميدانية NH<sub&gt; 3</sub&gt; الانبعاثات مع مزيج من أسلوب أنبوب الديناميكية وأخذ العينات سلبية

Agricultural ammonia (NH3) emissions (90% of total EU emissions) are responsible for about 45% airborne eutrophication, 31% soil acidification and 12% ...

Measurement of the Rheology of Crude Oil in Equilibrium with CO2 at Reservoir Conditions

Measurement of the Rheology of Crude Oil in Equilibrium with CO2 at Reservoir Conditions

قياس ريولوجيا النفط الخام في التوازن مع كو<sub&gt; 2</sub&gt; في ظروف الخزان

A rheometer system to measure the rheology of crude oil in equilibrium with carbon dioxide (CO2) at high temperatures and pressures is described. The ...

Adherence of Bacteria to Plant Surfaces Measured in the Laboratory

الانضمام للبكتيريا لزراعة الأسطح قياسها في المختبر

This manuscript describes a method to measure bacterial binding to axenic plant surfaces in the light microscope and through the use of viable cell ...

Assessment of Methane and Nitrous Oxide Fluxes from Paddy Field by Means of Static Closed Chambers Maintaining Plants Within Headspace

تقييم للميثان وأكسيد النيتروز التدفقات من حقول الأرز عن طريق ثابت إغلاق الدوائر المحافظة على النباتات داخل Headspace

This protocol describes the measurement of greenhouse gas (GHG) emissions from paddy soils using the static closed chamber technique. This method is based ...

High-throughput, Microscale Protocol for the Analysis of Processing Parameters and Nutritional Qualities in Maize (Zea mays L.)

High-throughput, Microscale Protocol for the Analysis of Processing Parameters and Nutritional Qualities in Maize Zea mays L.

الفائق، بروتوكول Microscale لتحليل المعالجة البارامترات والصفات الغذائية في الذرة (ميس زيا ل.)

Maize is an important grain crop in the United States and worldwide. However, maize grain must be processed prior to human consumption. Furthermore, whole ...