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

Denne forskning blev støttet af finansiering fra Generaldirektoratet for statens skove, Warszawa, Polen (projekt LAS, no eller-2717/27/11). Vi vil gerne udtrykke vores taknemmelighed over for hele forskningsgruppen fra Institut for meteorologi, Poznan University of Life Sciences, Polen, involveret i denne protokol gennemførelse og deres hjælp under oprettelsen af sin visuelle version.

1. opsætning af lokalitet og instrumentering
<ol><li>Vælg en placering af målestedet i et relativt homogent og fladt terræn for at opfylde de grundlæggende krav i EF-metoden. Undgå steder med komplicerede landskabsformer (depressioner, skråninger) eller placeret i nærheden af aerodynamiske forhindringer (f. eks. overlevende træstande), som kan forvride luftstrømmen.<ol>
<li>Kontroller artssammensætning og plantedække. Vælg et sted med de mest lignende karakteristika: alder og højde af den vigtigste vegeta...

<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>

Denne protokol præsenterer den Eddy covarians (EC) metode, der skal anvendes på ikke-ideelle steder (her en beplantet rodskader site): site placering og måling infrastruktur setup, netto Co2 flusmidler beregning og efter behandling, samt nogle spørgsmål vedrørende Gap fyldning og flusmidler partitionering procedurer.
Selv om EF-teknikken almindeligvis anvendes på mange målesteder rundt om i verden, er de fleste af dem ikke-forstyrrede økosystemer, hvor designet og følgende...

I dag er den mest almindeligt anvendte teknik i atmosfæren-jord økosystemet kuldioxid (CO2) udvekslings studier er hvirvelkovarians (EC) teknik1. EF-metoden har været anvendt i årtier, og omfattende beskrivelser af spørgsmål vedrørende alle de metodologiske, tekniske og praktiske aspekter er allerede blevet offentliggjort2,3,4. Sammenlignet med andre teknikker, der anvendes til lignende formål, giver EF-metoden mulighed for at opnå de rumligt og tidsmæssigt gennemsnitligt netto CO2 -strømme fra automatiske, punktmålinger, der tager hensyn til bidraget fra alle elementer i komplicerede økosystemer, i stedet for besværlige, manuelle målinger (f. eks. kammer teknikker) eller kravet om at tage mange prøver1.
Blandt land økosystemerne spiller skovene den mest betydningsfulde rolle i C-cykling, og mange videnskabelige aktiviteter har fokuseret på at undersøge deres CO2 -cyklus, kulstoflagring i træbiomasse og deres gensidige forhold til skiftende klimatiske forhold ved både direkte måling eller modellering5. Mange EF-lokaliteter, herunder en af de længste flux Records6, blev oprettet over forskellige typer af skove7. Normalt blev webstedets placering omhyggeligt valgt, før målingerne startede, med målet om det mest homogene og største område muligt. Selv om antallet af EF-målestationer i forstyrrede skovområder, såsom vind kast, stadig er utilstrækkeligt8,9,10. En af grundene er logistiske vanskeligheder ved at måle site setup og, mest af alt, et lille antal pludseligt forekommende steder. For at opnå de mest informative resultater på rodskader områder, er det afgørende at starte så hurtigt som muligt efter en sådan tilfældig begivenhed, som kan forårsage yderligere problemer. I modsætning til uberørte skovområder er ef's målinger på rodskader-steder mere udfordrende og kan afvige fra allerede etablerede procedurer3. Da nogle ekstreme vind fænomener skaber rumligt begrænsede områder, er der behov for en velovervejet måle Stations placering og omhyggelig databehandling for at kunne udlede så meget pålidelige flux-værdier som muligt. Lignende vanskeligheder ved anvendelse af EF-metoden er forekommet (f. eks. undersøgelser udført over en lang, men smal sø), hvor målte CO2 -strømme krævede strengdata filtrering11,12 for at sikre deres geografisk repræsentativitet.
Derfor er den præsenterede protokol et eksempel på brugen af EF-metoden på ikke-typiske steder, der ikke kun er designet til rodskader-områder, men for alle andre typer af kort vegetation med det begrænsede område (f. eks. arealer beliggende mellem højere vegetationstyper). Den største fordel ved den foreslåede metode er en generel beskrivelse af komplicerede procedurer, der kræver avanceret viden, fra valg af lokalitet og instrumentering, der er sat op til det endelige resultat: et komplet datasæt af høj kvalitet CO2 Strømme. Den tekniske nyhed i måle protokollen er brugen af en unik basis konstruktion til EF-systemets placering (f. eks. stativ med en defineret højde, der er et "mini tårn" med en justerbar, elektrisk betjent mast, som gør det muligt at ændre den endelige højde på sensorer efter individuelle behov).

<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

Denne protokol er et eksempel på at udnytte hvirvelkovarians (EC) teknikken til at undersøge rumligt og tidsmæssigt gennemsnitligt net Co2 flusmidler (net økosystem Production, NEP), i ikke-typiske økosystemer, på et i øjeblikket forplantet rodskader-område i Polen. Efter en tornado begivenhed, blev en forholdsvis smal "korridor" skabt i overlevende skov stande, hvilket komplicerer en sådan form for eksperimenter. Anvendelsen af andre måleteknikker, såsom kammer metoden, er endnu vanskeligere under disse omstændigheder, fordi især i begyndelsen, faldne træer og generelt stor heterogenitet af stedet giver en udfordrende platform til at udføre flux målinger og derefter til korrekt opskalere opnåede resultater. I sammenligning med EF-standard målinger, der udføres i uberørte skove, kræver tilfælde af rodskader-områder særlig opmærksomhed, når det gælder lokaliteten og dataanalysen for at sikre deres repræsentativitet. Derfor præsenterer vi her en protokol for real-time, kontinuerlig CO2 flux målinger på en dynamisk skiftende, ikke-ideel EC site, som omfatter (1) site placering og instrumentering setup, (2) flux beregning, (3) strengdata filtrering og kvalitetskontrol, og (4) Gap fyldning og netto flusmidler opdeling i co2 respiration og absorption. Den vigtigste fordel ved den beskrevne metode er, at den giver en detaljeret beskrivelse af den eksperimentelle opstilling og måle præstation fra bunden, som kan anvendes på andre rumligt begrænsede økosystemer. Det kan også ses som en liste over anbefalinger om, hvordan man håndterer ukonventionel site operation, giver en beskrivelse for ikke-specialister. Opnået kvalitet-kontrolleret, Gap fyldt, halv time værdier af net CO2, samt absorption og respiration fluxes, kan endelig samles i daglige, månedlige, sæson-eller årlige totaler.

Et af de afgørende skridt i flux-filtrering og kvalitetskontrol ved ikke-ideelle EF-lokaliteter er vurderingen af den målte fluxes rumlige repræsentativitet. Den enkleste måde at udføre en sådan analyse på, i betragtning af at beregningerne blev foretaget ved hjælp af kommerciel, udbredte software, er at inkludere målinger fra det ønskede område kun på grundlag af vindretningen og fodspor estimater (Se afsnit 3,7). Således er vinden Rose plot, med en valgt Vindretning og maks...

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

Den præsenterede protokol bruger hvirvelkovarians metoden på ikke-typiske steder, der gælder for alle typer af kort baldakin økosystemer med begrænset område, på en i øjeblikket forplantet rodskader site i Polen. Nærmere oplysninger om måling af opsætningsregler, flux-beregninger og kvalitetskontrol og resultatanalyse er beskrevet.

Målinger af CO2 fluxes på ikke-ideelle Eddy Covarians sites

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

Protokollen er en trinvis beskrivelse af opsætningen af eddy-kovariancestedet og målingernes ydeevne fra bunden, som kan anvendes med succes i geografisk begrænsede økosystemer. Vi mener, at protokollen gør det lettere at indse, at strenge krav imidlertid skal opfyldes. Kovarians teknikken kan anvendes tilfredsstillende også i ikke-ideelle steder.Når den præsenteres i visuel form, kan protokollen bruges som et første og relativt let valg for ikke-specialister tvunget eller villige til at bruge eddy covariance teknik. Til at begynde på et højdekort skal du vælge et målestedsplacering i relativt homogent og fladt terræn for at opfylde de grundlæggende krav i EF-metoden. Vælg et sted uden forhindringer, og sørg for, at det område, der skal undersøges, strækker sig i hver retning mindst 100 gange højden på den sensor, der skal placeres.På stedet skal du bruge et anemometer til at undersøge fremherskende vindretninger i et år eller analysere data fra den nærmeste meteorologiske station. Beslutte, hvilket EF-system der skal bruges. Åbn stien infrarød gas analysator med lavere strømforbrug eller en lukket sti analysator med en kort indtagelse rør, hvis der ikke er nogen begrænsninger for strømforsyningen, eller hvis i barske miljøer.På stedet skal du placere et stativ med en lodret stang til at montere EF-systemet på toppen. Placer den infrarøde gasanalysator og 3D-lydanatometeret tæt på hinanden. Anemometeret kan placeres i en perfekt lodret position.Vip gasanalysatoren en smule, så regnvandet let kan løbe af. Løft instrumenterne til en højde to gange baldakin højde fra jordoverfladen og mindst halvanden til to meter over toppen af baldakinen. Undgå at montere unødvendige elementer tæt på EF-systemet, hvilket kan forvrænge luftstrømmen.For yderligere beregning og flux analyse, måle nogle ekstra variabler på samme tid, herunder mindst luft og jord temperatur, relativ luftfugtighed i luften, fotosyntetiske foton flux tæthed, indgående solstråling, og nedbør. Hvis du vil beregne kuldioxidffluks, skal du bruge kommercielt tilgængelig gratis software EddyPro, der omfatter korrektionsprogrammer til EF-fluxberegning. Opret først et nyt projekt, og angiv derefter rådatafilformatet i fanen projektoplysninger, og vælg en metadatafil.Gå til fanen fluxoplysninger, vælg datasættet og outputmapperne, angiv det rå filnavnformat, og kontroller listen over elementer til fluxberegning. Gå derefter til fanen Behandlingsindstillinger, og vælg indstillinger for rå databehandling. Vælg rotationsmetoden til korrektion af anemometerets målinger, som gør det muligt at tage højde for enhver forskydning af lydanemometeret med hensyn til den lokale vindsn strømline.Sæt kryds i den første planar-tilgang til heterogene steder, der ikke handler om. Vælg 012-typen af udflagningspolitik. Vælg den foretrukne fodaftryksmetode for området for påvirkningen af målte fluxer.Lad alle andre indstillinger være uændrede. Klik på kør i avanceret tilstand for at starte fluxberegninger i slutningen. Opret et regneark, der indeholder resultaterne fra fluxberegningssoftwaren og hjælpemålingerne.Brug filtreringsværktøjer i regnearket til at bortfiltrere kuldioxidfødende målt under ugunstige vejrforhold og instrumentfejl. Kontroller den gennemsnitlige signalstyrkeværdi for en lukket kurveanalysator. Marker og kassér derefter alle fluxer målt med ASS, der er lavere end den 60 %-tærskel, der er foreslået i instrumentets manual.Kassér de fluxer, der måles under regnhændelser med P, der er større end eller lig med 0,1 millimeter. For at tage højde for uhensigtsmæssige betingelser for anvendelse af eddy covariance-metoden skal du kassere fluxdataene med dårlig kvalitet med kuldioxidflagede værdier, der er større end én i den almindelige resultatfil. Brug nattidsindikatoren, hvor dagtimerne er lig med nul, angivet i outputfilen til at bortfiltrere de kuldioxidffluksværdier, der måles om natten.Plot natten kuldioxid fluxes mod de tilsvarende friktion hastighed værdier og finde U-stjerne værdi, hvor disse fluxs stoppet stigende. Den opnåede værdi markeres som den friktionshastighedstærskel, der skal anvendes som et mål for utilstrækkelige turbulensforhold. Udsmid alle kuldioxidfædsler, der har en U-stjerneværdi, der er mindre end tærsklen, fra datasættet, hvilket indikerer utilstrækkelig turbulens.Nu plot vinden steg på kortet over undersøgte område for flux rumlige repræsentativitet begrænsninger. Ifølge vurderingen af de tværvindedinte integrerede fodspor skal du vælge 70 % som sandsynlighed for, at geografisk begrænsede lokaliteter anvendes til yderligere analyse. Dernæst orient et kort og en vind steg på samme måde og bruge nord retning som en indikator, kontrollere, om nogen retning på det område af interesse har forhindringer, for eksempel andre former for økosystemer, og markere dem som ikke repræsentative.Vælg de vindretningssektorer og de fodaftryksværdier, der er mest repræsentative for målestedet, kontroller dimensionen, og angiv den maksimale længde. Bortfiltrer fluxværdier, der ikke opfylder begge krav. For at udføre hulfyldning for kuldioxiddata skal du vælge metoden til kvalitetschecket kuldioxidfædningshulkløft og opdeling i absorption og respiration fra tre grundlæggende grupper:procesbaseret tilgang, statistiske metoder og brug af neurale netværk.Det svageste punkt i protokollen er gap filling og flux partitioning beskrivelse siden foreslåede metoder blev individuelt udviklet af andre specialister og kun gennemføres her som foreslåede teknikker. Et eksempel på den procesbaserede tilgang er fra FLUXNET Canada Research Network. For at udfylde hullerne, ikke kun i kuldioxid, men også andre EasyFlux værdier, såsom fornuftig og latent varme, samt i de vigtige meteorologiske elementer, skal du bruge REddyProc online værktøj, som også er tilgængelig som en R software pakke.Dernæst, i for eksempel, R-software, beregne daglige, månedlige og årlige totaler af alle hulfyldte kuldioxidfæst, herunder netto økosystemproduktion, brutto økosystemproduktion, og økosystem respiration. Vindrosen plot på baggrund af TLEN 1 site område viser blå-skraverede polygoner for den valgte vindretning og rød-skraverede polygoner i dem som sektorer af en cirkel med en radius på 200 meter, der repræsenterer maksimal acceptabelt omfang af flux fodspor. Denne figur viser resultaterne af en filtreringsprocedure på eksemplet med et års nettoøkokproduktionsfødemålinger fra TLEN 1-vindkaststedet.Det mindste antal datapunkter blev kasseret på grund af ugunstige vejrforhold og instrumentfejl. Mens den sidste del af kvalitetssikringsprotokollen, der overvejer begrænsninger for flux-geografisk repræsentativitet, gav den endelige datadækning på kun 1/3 af alle rånetøkosystemers produktionsflik målt ved EF. Forholdet mellem nettoproduktionen i økosystemet, hullet for den procesbaserede metode og en statistisk tilgang viser en simpel lineær regression, hvilket tyder på, at begge teknikker generelt er sammenlignelige og derfor kan anvendes til nettoproduktion af fluxes-hulfyldning. Ved hjælp af de to metoder blev der også opnået daglige respirationstotaler for økosystemer fra opdelingsproceduren.Det skal erindres, at et af de afgørende skridt i datafiltrering og kvalitetskontrol på ikke-ideelle steder er vurderingen af målte fluxes rumlige repræsentativitet.

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

Multimodale Optisk mikroskopi Metoder Reveal Polyp vævsmorfologi og struktur i Caribien Reef Building Koraller

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

Måling Flusmidler af mineralske Næringsstoffer og giftstoffer i Planter med radioaktive sporstoffer

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

Fysisk, kemisk og biologisk karakterisering af Six Biochars produceret til rensning af forurenede industrigrunde

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

En CO<sub&gt; 2</sub&gt; Koncentrationsgradient faciliteten for Testing CO<sub&gt; 2</sub&gt; Berigelse og Jord Virkninger på Grassland Ecosystem Funktion

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

Måling Carbon-baserede Kontaminant Mineralisering Brug Kombineret CO<sub&gt; 2</sub&gt; Flux og Kulstofdateringer Analyser

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

Kalibreret Passiv Prøveudtagning - Multi-plot Field Målinger af NH<sub&gt; 3</sub&gt; Emissioner med en kombination af Dynamic Tube Metode og Passive samplere

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

Måling af rheologi af råolie i ligevægt med CO<sub&gt; 2</sub&gt; Ved reservoir betingelser

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

Overholdelse af bakterier til at plante flader målt i laboratoriet

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

Vurdering af metan og lattergas strømme fra rismark ved statisk lukkede kamre opretholde planter inden for 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.

Høj overførselshastighed, individuel protokol for analyse af behandling parametre og ernæringsmæssige kvaliteter i majs (Zea mays L.)

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