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

Dit onderzoek werd gesteund door de financiering van de algemene directie van de staatsbossen, Warschau, Polen (project LAS, no of-2717/27/11). We willen onze dank betuigen aan de gehele onderzoeksgroep van het Department of Meteorology, Poznan University of Life Sciences, Polen, betrokken bij deze protocol implementatie en hun hulp tijdens het maken van de visuele versie.

1. site locatie en instrumentatie-instellingen
<ol><li>Kies een meetlocatie in relatief homogene en vlakke ondergrond om aan de basisvereisten van de EG-methode te voldoen. Vermijd plaatsen met ingewikkelde land vormen (depressies, hellingen) of gelegen in de buurt van aerodynamische obstakels (bijv. overgebleven boom standen), die de luchtstroom kunnen verstoren.<ol>
<li>Controleer soorten samenstelling en plant cover. Kies een plaats met de meest vergelijkbare kenmerken: leeftijd en hoogte van de belangrijkste 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>

Dit protocol presenteert de Eddy Covariantie (EC) methode die gebruikt wordt op niet-ideale locaties (hier een herbeboste windthrow site): site locatie en meet infrastructuur Setup, net co2 fluxen berekening en nabewerking, evenals enkele problemen met betrekking tot kloof vulling en fluxen partitioneringsprocedures.
Hoewel de EG-techniek vaak wordt gebruikt op veel meetlocaties over de hele wereld, zijn de meeste van hen niet-verstoorde ecosystemen, waarbij het ontwerp en de volgen...

Tegenwoordig is de meest gebruikte techniek in de atmosfeer-land ecosysteem koolstofdioxide (CO2) uitwisselings studies de Eddy Covariantie (EC) techniek1. De EG-methode is al decennia lang gebruikt en uitvoerige beschrijvingen van kwesties met betrekking tot alle methodologische, technische en praktische aspecten zijn reeds2,3,4gepubliceerd. Vergeleken met andere technieken die voor soortgelijke doeleinden worden gebruikt, maakt de EC-methode het mogelijk om de ruimtelijke en temporeel gemiddelde netto CO2 -fluxen te verkrijgen uit automatische, puntmetingen die rekening houden met de bijdrage van alle elementen in gecompliceerde ecosystemen, in plaats van bewerkelijk, manuele metingen (bijv. kamer technieken) of de eis om veel monsters te nemen1.
Onder landecosystemen spelen bossen de belangrijkste rol in C-fietsen en veel wetenschappelijke activiteiten hebben zich geconcentreerd op het onderzoeken van hun CO2 -cyclus, koolstofopslag in houtachtige biomassa en hun onderlinge relaties met veranderende klimatologische omstandigheden door zowel directe meting als modellering5. Veel EG-sites, waaronder een van de langste flux records6, werden ingesteld boven verschillende soorten bossen7. Meestal werd de locatie van de site zorgvuldig gekozen voordat de metingen begonnen, met als doel het meest homogene en grootste gebied mogelijk te hebben. Hoewel, in verstoorde bossen, zoals windgooit, het aantal EC-meetstations nog steeds ontoereikend is8,9,10. Een van de redenen is logistieke moeilijkheden bij het meten van site-instellingen en, bovenal, een klein aantal plotseling verschijnende locaties. Om de meest informatieve resultaten op windthrow gebieden te verkrijgen, is het cruciaal om zo snel mogelijk na een dergelijke incidentele gebeurtenis te starten, wat extra problemen kan veroorzaken. In tegenstelling tot ongerepte bosgebieden zijn de EG-metingen op windthrow sites uitdagender en kunnen afwijken van reeds vastgestelde procedures3. Aangezien sommige extreme wind verschijnselen ruimtelijk beperkte gebieden creëren, is er behoefte aan een doordachte meetstationlocatie en een zorgvuldige gegevensverwerking om zo veel mogelijk betrouwbare flux waarden te kunnen behalen. Soortgelijke moeilijkheden bij de toepassing van de EG-methode zijn opgetreden (bv. afwerkings onderzoeken uitgevoerd boven een lang maar smal meer) waar gemeten CO2 -fluxen vereiste strenge gegevensfiltering11,12 om hun ruimtelijke representativiteit.
Daarom is het gepresenteerde protocol een voorbeeld van het gebruik van de EG-methode op niet-typische locaties, niet alleen ontworpen voor windthrow gebieden, maar voor alle andere soorten korte vegetatie met de beperkte ruimte (bijv. bebouwd gelegen tussen de hogere vegetatietypes). Het grootste voordeel van de voorgestelde methodologie is een algemene beschrijving van ingewikkelde procedures, die geavanceerde kennis vereisen, van de Locatiekeuze en instrumentatie die tot het eindresultaat zijn ingesteld: een complete gegevensset van hoogwaardige CO2 Stromen. De technische nieuwigheid van het meetprotocol is het gebruik van een unieke basisconstructie voor de plaatsing van het EG-systeem (bijvoorbeeld statief met een gedefinieerde hoogte die een "mini-toren" is met een instelbare, elektrisch bediende mast, waardoor de eind hoogte van sensoren op basis van individuele behoeften).

<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

Dit protocol is een voorbeeld van het gebruik van de Eddy Covariantie (EC) techniek om ruimtelijk en tijdelijk gemiddelde netto CO2 fluxen (netto ecosysteem productie, nep) te onderzoeken in niet-typische ecosystemen, op een momenteel herbebost windgooi gebied in Polen. Na een Tornado-evenement werd een relatief smalle "corridor" gecreëerd binnen de overgebleven bosopstanden, die dergelijke experimenten compliceert. De toepassing van andere meettechnieken, zoals de kamer methode, is onder deze omstandigheden nog moeilijker, omdat vooral in het begin, omgevallen bomen en in het algemeen grote heterogeniteit van de site een uitdagend platform bieden om te presteren Flux metingen en vervolgens naar goed upscale verkregen resultaten. In vergelijking met de standaard EG-metingen die in ongerepte bossen worden uitgevoerd, vereist het geval van windgooi gebieden bijzondere aandacht voor de locatie van de site en de gegevensanalyse, teneinde hun representativiteit te waarborgen. Daarom presenteren we hier een protocol van real-time, continue CO2 flux metingen op een dynamisch veranderende, niet-ideale EC-site, waaronder (1) site locatie en instrumentatie-instellingen, (2) flux berekening, (3) rigoureuze gegevensfiltering en kwaliteitscontrole, en (4) kloof vulling en netto fluxen partitioneren in co2 ademhaling en absorptie. Het belangrijkste voordeel van de beschreven methodologie is dat het een gedetailleerde beschrijving geeft van de experimentele Setup en meetprestaties vanaf nul, die kunnen worden toegepast op andere ruimtelijk beperkte ecosystemen. Het kan ook worden gezien als een lijst van aanbevelingen over hoe om te gaan met onconventionele site operatie, het verstrekken van een beschrijving voor niet-specialisten. Verkregen kwaliteit-gecontroleerd, Gap gevuld, half uur waarden van net CO2, evenals absorptie en respiratie fluxen, kunnen uiteindelijk worden samengevoegd in dagelijkse, maandelijkse, seizoensgebonden of jaarlijkse totalen.

Een van de cruciale stappen in flux filtering en kwaliteitscontrole op niet-ideale EG-sites is de beoordeling van de ruimtelijke representativiteit van de gemeten fluxen. De eenvoudigste manier om een dergelijke analyse uit te voeren, gezien het feit dat berekeningen werden uitgevoerd met behulp van commerciële, op grote schaal toegepaste software, is om alleen metingen uit het gewenste gebied op te nemen, op basis van schattingen van de windrichting en footprint (zie paragraaf 3,7). Zo ...

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

Het gepresenteerde protocol maakt gebruik van de Eddy covariantie methode op niet-typische locaties, van toepassing op alle soorten korte-Canopy ecosystemen met beperkte oppervlakte, op een momenteel herbeboste windthrow site in Polen. Details over het meten van site-instellingsregels, flux berekeningen en kwaliteitscontrole en eindresultaat analyse worden beschreven.

Metingen van CO2 -fluxes op niet-ideale Eddy covariantie-locaties

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

Het protocol is een stapsgewijze beschrijving van de eddy covariance site setup en metingen prestaties vanaf het begin, die met succes kan worden toegepast in ruimtelijk beperkte ecosystemen. Wij zijn van mening dat het protocol het gemakkelijker maakt om te beseffen dat aan strenge eisen moet worden voldaan. De covariantietechniek kan naar tevredenheid ook op niet-ideale plaatsen worden toegepast.Zodra het in een visuele vorm wordt gepresenteerd, kan het protocol worden gebruikt als een eerste en relatief gemakkelijke keuze voor niet-specialisten gedwongen of bereid om de eddy covariance techniek te gebruiken. Om te beginnen, op een hoogtekaart, kies een meetlocatie in relatief homogeen en vlak terrein om te voldoen aan de basisvereisten van de EG-methode. Selecteer een locatie zonder obstakels en zorg ervoor dat het te onderzoeken gebied zich in elke richting ten minste 100 keer de hoogte van de te plaatsen sensor uitstrekt.Gebruik op de site een anemometer om de heersende windrichtingen een jaar lang te onderzoeken of gegevens van het dichtstbijzijnde meteorologische station te analyseren. Bepaal welk EG-systeem u wilt gebruiken. Open het pad infrarood gas analyzer met een lager energieverbruik of een gesloten pad analyzer met een korte inlaatbuis als er geen beperkingen aan de voeding of als in barre omgevingen.Plaats op de site een statief met een verticale paal om het EG-systeem erbovenop te monteren. Plaats de infraroodgasanalyzer en de 3D-sonische anemometer dicht bij elkaar. Plaats de sonische anemometer op een perfect verticale positie.Kantel de gasanalyzer iets om regenwater gemakkelijk af te laten lopen. Til de instrumenten naar een hoogte tweemaal de luifel hoogte van het bodemoppervlak en ten minste anderhalve tot twee meter boven de top van de luifel. Voorkom montage van onnodige elementen in de buurt van het EG-systeem, die de luchtstroom kunnen verstoren.Voor verdere berekening en flux analyse, meet een aantal hulpvariabelen op hetzelfde moment, met inbegrip van ten minste lucht-en bodemtemperatuur, relatieve vochtigheid van de lucht, fotosynthetische foton flux dichtheid, inkomende zonnestraling, en neerslag. Voor het berekenen van kooldioxide flux, gebruik commercieel beschikbare vrije software EddyPro dat correctie toepassingen voor EC flux berekening omvat. Maak eerst een nieuw project en geef vervolgens op het tabblad projectgegevens de indeling van het gegevensbestand op en kies een metagegevensbestand.Ga naar het tabblad Flux-informatie, kies de gegevensset- en uitvoermatypen, geef de ruwe bestandsnaamindeling op en controleer de lijst met items voor fluxberekening. Ga vervolgens naar het tabblad verwerkingsopties en kies instellingen voor onbewerkte gegevensverwerking. Kies de rotatiemethode voor correctie van de metingen van de anemometer, waardoor elke verkeerde uitlijning van de sonische anemometer ten opzichte van de lokale windlijning kan worden verantwoord.Vink de eerste vlakke fit aanpak voor non-deal heterogene locaties. Kies het 012-type markeringsbeleid. Selecteer de methode voor de voorkeursvoetafdruk voor het gebied van de invloed op gemeten fluxen.Laat alle andere instellingen ongewijzigd. Klik op Uitvoeren in de geavanceerde modus om fluxberekeningen aan het einde te starten. Maak een spreadsheet met de resultaten van de fluxberekeningssoftware en hulpmetingen.Gebruik filtergereedschappen in de spreadsheet om koolstofdioxidefluxen uit te filteren die worden gemeten tijdens ongunstige weersomstandigheden en instrumentstoringen. Controleer voor een gesloten padanalyseer de gemiddelde signaalsterktewaarde. Markeer en gooi vervolgens alle fluxen die met ASS zijn gemeten, lager dan de 60%-drempel die in de handleiding van het instrument wordt voorgesteld.Gooi de fluxen gemeten tijdens eventuele regengebeurtenissen met P groter dan of gelijk aan 0,1 millimeter. Als u rekening wilt houden met ongepaste voorwaarden voor eddy covariantie methode toepassing, gooi de flux gegevens met een slechte kwaliteit met kooldioxide gemarkeerd waarden groter dan een in de gemeenschappelijke resultaten bestand. Gebruik de indicator voor de nachtelijke periode, overdag gelijk aan nul, gegeven in het uitvoerbestand om de 's nachts gemeten koolstofdioxidefluxwaarden uit te filteren.Plot de nachtelijke kooldioxide-fluxen tegen de overeenkomstige wrijvingssnelheidwaarden en vind de U-ster waarde waartegen deze fluxen gestopt met stijgen. Markeer de verkregen waarde als de wrijvingssnelheidsdrempel die moet worden gebruikt als maatstaf voor onvoldoende turbulentieomstandigheden. Gooi uit de dataset alle kooldioxidefluxen met een U-sterwaarde lager dan de drempel, wat wijst op onvoldoende turbulentie.Nu, plot de wind steeg op de kaart van onderzocht gebied voor flux ruimtelijke representativiteit beperkingen. Volgens de schatting van de cross-wind geïntegreerde voetafdrukken, kies 70%als de kans voor ruimtelijk beperkte sites worden gebruikt voor verdere analyse. Vervolgens oriënteren van een kaart en een wind steeg op dezelfde manier en met behulp van noordrichting als indicator, controleren of een richting op het gebied van belang heeft obstakels, bijvoorbeeld, andere soorten ecosystemen, en markeren ze als niet representatief.Kies de windrichtingsectoren en de voetafdrukwaarden die het meest representatief zijn voor de meetlocatie, controleer de dimensie en geef de maximale lengte op. Filter fluxwaarden die niet aan beide vereisten voldoen. Om gap filling voor kooldioxide gegevens uit te voeren, kies de methode voor kwaliteit gecontroleerd kooldioxide flux gap vullen en verdeling in absorptie en ademhaling van drie basisgroepen: proces-gebaseerde aanpak, statistische methoden, en het gebruik van neurale netwerken.Het zwakste punt van het protocol is de beschrijving van het vullen van de hiaat en de fluxverdeling aangezien de voorgestelde methodes individueel door andere specialisten werden ontwikkeld en slechts hier als voorgestelde technieken werden uitgevoerd. Een voorbeeld van de procesmatige aanpak is van het FLUXNET Canada Research Network. Om de gaten op te vullen, niet alleen in de kooldioxide, maar ook andere EasyFlux waarden, zoals verstandige en latente warmte, evenals in de belangrijke meteorologische elementen, gebruik maken van de REddyProc online tool, die ook beschikbaar is als een R software pakket.Vervolgens, in bijvoorbeeld R-software, berekenen dagelijks, maandelijks en jaarlijkse totalen van alle gat gevulde kooldioxide-fluxen, met inbegrip van de netto-ecosysteemproductie, de productie van het bruto ecosysteem en de ademhaling van ecosystemen. De wind steeg perceel op de achtergrond van de TLEN 1 site gebied toont de blauw-gearceerde polygonen voor de gekozen windrichting en de rood-gearceerde veelhoeken binnen hen als sectoren van een cirkel met een straal van 200 meter, die maximale aanvaardbare omvang van flux voetafdrukken. Dit cijfer toont de resultaten van een filterprocedure op het voorbeeld van een jaar van de netto-ecosysteem productie fluxen metingen van de TLEN 1 windwerpsite.Het kleinste aantal gegevenspunten werd weggegooid wegens ongunstige weersomstandigheden en instrumentstoringen. Terwijl het laatste deel van het kwaliteitsborgingsprotocol, rekening houdend met beperkingen van de kwalitatieve ruimtelijke representativiteit, een definitieve gegevensdekking opleverde van slechts 1/3 van alle ruwe netto-ecosysteemproductiestromen, gemeten door de EG. De relatie tussen netto-ecosysteemproductiestromen, leemte die is opgevuld voor de procesgebaseerde methode en een statistische benadering toont een eenvoudige lineaire regressie, wat suggereert dat beide technieken in het algemeen vergelijkbaar zijn en dus kunnen worden gebruikt voor het vullen van netto-ecosysteemproductiestromen. Door gebruik te maken van de twee methoden werden ook dagelijkse ecosysteemademhalingsstromen van de scheidingsprocedure verkregen.We mogen niet vergeten dat een van de cruciale stappen in het filteren van gegevens en kwaliteitscontrole op niet-ideale locaties de beoordeling is van de gemetende representativiteit van de fluxen.

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 optische microscopie methoden Reveal Poliep Tissue morfologie en structuur in het Caribisch gebied Reef Building Koralen

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

Het meten van stromen van minerale nutriënten en toxische stoffen in planten met radioactieve tracers

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

Fysische, chemische en biologische karakterisering van Six Biochars Geproduceerd voor de sanering van verontreinigde locaties

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

Een CO<sub&gt; 2</sub&gt; Concentratiegradiënt Facility for Testing CO<sub&gt; 2</sub&gt; Verrijking en Soil Effecten op Weide Ecosysteem Functie

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

Het meten van koolstof gebaseerde Verontreinigende Mineralisering gebruik van gecombineerde CO<sub&gt; 2</sub&gt; Flux en Radiokoolstofdatering Analyses

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

Geijkte Passive Sampling - Multi-plot Field Metingen van NH<sub&gt; 3</sub&gt; Emissies met een combinatie van Dynamic Tube Methode en passieve samplers

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

Meting van de reologie van ruwe olie in evenwicht met CO<sub&gt; 2</sub&gt; Bij reservoir voorwaarden

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

Hechting van bacteriën te planten oppervlakken gemeten in het laboratorium

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

Beoordeling van methaan en distikstofoxide (lachgas) stromen uit Paddy veld door middel van de Static gesloten kamers behoud van planten binnen 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.

High-throughput, Microscale Protocol voor de analyse van verwerking Parameters en voedingswaarde in maïs (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 ...